Кабель ПвКаПг 1х50: полное техническое описание, конструкция и область применения

Кабель ПвКаПг 1х50 представляет собой одножильный силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), с алюминиевой жилой, экранированный, с защитным покровом в виде ленты ПЭТФ и голой медной проволокой. Расшифровка маркировки по ГОСТ 31996-2012 и ТУ 16.К71-335-2004: П – изоляция из силанольносшитого полиэтилена; в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката; Ка – кабель с алюминиевой токопроводящей жилой; Пг – герметизированный, в данном контексте означает наличие продольной герметизации (заполнение или ленты) под оболочкой; 1х50 – одна жила сечением 50 мм². Данный кабель предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10, 20 и 35 кВ частотой 50 Гц.

Конструкция кабеля ПвКаПг 1х50

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

• Токопроводящая жила: Алюминиевая, однопроволочная (монолитная) или многопроволочная, круглой формы, сечением 50 мм². Класс жилы (1 или 2) зависит от конкретных технических условий. Для сечения 50 мм² чаще применяется жила 1-го класса (однопроволочная). Жила соответствует ГОСТ 22483.
• Экран по жиле (внутренний полупроводящий слой): Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его функция – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений между жилой и основной изоляцией, предотвращая тем самым возникновение частичных разрядов.
• Изоляция: Основной изоляционный слой выполнен из силанольносшитого полиэтилена (СПЭ). Толщина изоляции нормирована в зависимости от номинального напряжения кабеля. Для 10 кВ, например, минимальная толщина составляет 3,0 мм. СПЭ обладает высокой электрической прочностью, термостойкостью (допустимая длительная температура жилы +90°C) и стойкостью к тепловым деформациям.
• Экран по изоляции (внешний полупроводящий слой): Также выполнен в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена. Вместе с экраном по жиле создает идеально гладкое цилиндрическое концентрическое электрическое поле вокруг жилы.
• Металлический экран: Выполнен в виде медной ленты или гофрированной медной ленты, наложенной продольно или спирально поверх внешнего полупроводящего экрана. В кабелях на напряжение 20 кВ и выше часто применяется экран в виде медных проволок, наложенных поверх продольной медной ленты. Функции: защита от внешних электромагнитных помех, замыкание тока на землю в случае пробоя изоляции (ток однофазного КЗ), обеспечение симметрии электрического поля.
• Заполнение и поясная изоляция: В одножильных кабелях под оболочкой часто применяются поясные ленты из ПЭТФ или других материалов для придания кабелю круглой формы и механической стабильности конструкции. Герметизация (индекс «Пг») обеспечивается наложением влагобарьерных лент (например, алюмополимерных) поверх металлического экрана.
• Защитный покров (броня): В кабеле марки ПвКаПг броня выполнена в виде голых медных оцинкованных проволок, наложенных поверх поясной изоляции. Назначение – защита от механических повреждений, а также использование в качестве заземляющего проводника или проводника для тока однофазного КЗ (дополнительно к металлическому экрану).
• Наружная оболочка: Выполнена из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ), наложена поверх брони. Цвет оболочки, как правило, черный. Защищает металлические элементы конструкции от коррозии и внешних воздействий. Имеет стойкость к ультрафиолету, маслам, агрессивным средам в зависимости от состава пластиката.

Основные технические и электрические характеристики

Параметры кабеля регламентируются ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 1, 3, 6, 10, 20, 35 кВ».

Таблица 1. Электрические характеристики кабеля ПвКаПг 1х50 на напряжение 10 кВ

Параметр	Значение	Примечание
Номинальное напряжение U0/U, кВ	6/10; 8,7/10; 20/35	U0 – напряжение между жилой и землей/экраном
Максимальная рабочая температура жилы, °C	+90	Длительно допустимая
Допустимая температура жилы при КЗ, °C	+250	Продолжительность не более 5 сек
Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева, °C	-20
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км, не более	0,641	Для алюминиевой жилы 50 мм²
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, кВ	25 (для 10 кВ кабеля)	Продолжительность 10 мин.
Емкость, мкФ/км	~0,25	Приблизительное значение, зависит от конструкции
Индуктивное сопротивление, Ом/км	~0,15	Приблизительное значение

Таблица 2. Допустимые длительные токовые нагрузки (при температуре земли +25°C и жилы +90°C)

Способ прокладки	Токовая нагрузка, А
В земле (траншее)	205
В воздухе	215

Примечание: Точные значения токовых нагрузок зависят от множества факторов: температуры окружающей среды, удельного теплового сопротивления грунта, количества кабелей в траншее, расстояния между ними и требуются детальные расчеты по методике ГОСТ Р МЭК 60287.

Область применения и особенности монтажа

Кабель ПвКаПг 1х50 предназначен для эксплуатации в электрических сетях на напряжение до 35 кВ включительно. Основные сферы применения:

• Питающие линии от подстанций к распределительным пунктам (РП) и трансформаторным подстанциям (ТП) в сетях 6-35 кВ.
• Вводы электроэнергии на промышленные предприятия, крупные объекты инфраструктуры.
• Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах), в производственных помещениях.
• Прокладка в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, в том числе с наличием блуждающих токов.
• Участки трасс с повышенными требованиями к механической защите, где применение кабелей с ленточной броней (типа ПвКаБ) может быть недостаточным.

Особенности монтажа и эксплуатации одножильных кабелей: При прокладке одножильных кабелей на переменном токе необходимо учитывать явление наведения ЭДС на металлические элементы (экраны, броню). Для снижения потерь и нагрева, а также для обеспечения безопасного обслуживания, экраны (броню) одножильных кабелей в трехфазных цепях рекомендуется заземлять в одной точке, обычно на обоих концах линии, но с применением специальных схем (поперечное соединение экранов и их заземление). При прямом прокладывании в земле три одножильных кабеля одной фазы должны быть уложены в треугольник (треугольником) или вплотную друг к другу для уменьшения индуктивного сопротивления и потерь. Наличие медной проволочной брони в конструкции ПвКаПг повышает жесткость кабеля и требует соблюдения минимально допустимых радиусов изгиба при укладке (не менее 15-20 наружных диаметров кабеля).

Сравнение с аналогами и выбор кабеля

Кабель ПвКаПг 1х50 имеет ряд аналогов, выбор между которыми определяется условиями проекта и экономическими соображениями.

Таблица 3. Сравнение кабеля ПвКаПг 1х50 с основными аналогами

Марка кабеля	Ключевые отличия	Предпочтительная область применения
ПвКаПг 1х50	Алюминиевая жила, изоляция СПЭ, броня из медных проволок, оболочка ПВХ.	Трассы с высокими требованиями к механической защите и током КЗ, где броня может использоваться как проводник заземления/токов КЗ.
АПвПу 1х50	Алюминиевая жила, изоляция СПЭ, усиленная герметизация, но без брони (индекс «у» – усиленная оболочка).	Прокладка в кабельных сооружениях, где нет риска механических повреждений.
ПвКаБ 1х50	Броня из двух стальных оцинкованных лент (индекс «Б»).	Прокладка в земле с обычными механическими нагрузками, защита от грызунов. Более дешевый вариант, но стальная броня не используется как проводник тока.
ПвКуПг 1х50	Медная жила (индекс «К» вместо «Ка»). Все остальные элементы аналогичны.	Объекты с повышенными требованиями к токовой нагрузке и надежности, при ограничении по сечению. Более высокая стоимость.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальное отличие кабеля ПвКаПг от ПвКаБ?

Основное отличие – в конструкции брони. В ПвКаПг броня выполнена из медных проволок, что обеспечивает не только механическую защиту, но и возможность использования ее в качестве проводника для токов короткого замыкания или заземления. В ПвКаБ броня – это две стальные оцинкованные ленты, выполняющие исключительно механическую защитную функцию. Также кабель с проволочной броней, как правило, имеет лучшую гибкость по сравнению с ленточной.

Можно ли прокладывать кабель ПвКаПг 1х50 в земле без дополнительной защиты?

Да, кабель предназначен для прокладки в земле (траншеях). Наличие проволочной брони и наружной ПВХ оболочки обеспечивает защиту от механических повреждений, коррозии и агрессивных сред. Однако при прокладке необходимо соблюдать требования ПУЭ (Глава 2.3): обеспечить подушку из просеянной земли или песка, защиту сигнальными лентами или плитами при риске повреждения, глубину заложения не менее 0,7-1,0 м.

Как правильно заземлять экран и броню одножильного кабеля ПвКаПг?

Это критически важный вопрос. Для сетей 6-35 кВ стандартной практикой является заземление металлических экранов и брони с обоих концов кабельной линии. Это позволяет ограничить напряжение на экране при коротком замыкании и обеспечить протекание тока КЗ для срабатывания защит. Однако при большой длине линии (обычно более 500-1000 м для 10 кВ) циркулирующие токи в замкнутом контуре экранов могут вызвать значительные потери. В таких случаях рассматривают схемы с одноточечным заземлением или применением специальных устройств – ограничителей напряжения (OVD или SVL), которые заземляют экран через реактор. Окончательное решение принимается на основе расчета проекта.

Каков срок службы кабеля ПвКаПг 1х50?

Номинальный срок службы кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена, при соблюдении условий эксплуатации, транспортировки, монтажа и хранения, составляет не менее 30 лет. Фактический срок может быть больше и зависит от режимов нагрузки, воздействия внешней среды и качества обслуживания.

Что означает индекс «Пг» в маркировке и насколько кабель герметичен?

Индекс «Пг» означает «герметизированный». В конструкции кабеля ПвКаПг герметизация обеспечивается, как правило, применением влагобарьерных лент (например, на основе алюмополимерной пленки), наложенных поверх металлического экрана. Эти ленты препятствуют продольному распространению влаги под оболочкой в случае ее локального повреждения. Однако это не означает, что кабель можно прокладывать под водой. Для прокладки в воде существуют специальные кабели с алюминиевой или свинцовой герметизирующей оболочкой (например, марки АПвПуг).

Как выбрать между алюминиевым (ПвКаПг) и медным (ПвКуПг) кабелем на 50 мм²?

Выбор основан на технико-экономическом расчете:

• Алюминий (ПвКаПг): Меньшая стоимость (примерно в 2-3 раза), большая легкость. Больший радиус изгиба. Требует большего внимания к качеству контактных соединений (необходимость применения специальных наконечников, паст, запрет на прямой контакт с медью без биметаллических переходников).
• Медь (ПвКуПг): Большая допустимая токовая нагрузка (при том же сечении), меньшее электрическое сопротивление, высокая коррозионная стойкость и надежность контактных соединений. Существенно более высокая цена и вес.

Для большинства проектов распределительных сетей 6-35 кВ, где длина линий значительна, а токи нагрузки не превышают допустимых для алюминия, выбор в пользу кабеля ПвКаПг 1х50 является экономически обоснованным.