Кабель ПвКаПг 20 кВ: полное техническое описание, конструкция и область применения

Кабель ПвКаПг 20 кВ – это силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), с алюминиевыми жилами, с алюминиевой экранирующей оболочкой и с наружным защитным покровом из поливинилхлоридного пластиката. Он предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 20 кВ частотой 50 Гц. Расшифровка маркировки: П – изоляция из сшитого (вулканизированного) полиэтина, в – внутренняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката, Ка – экран из алюминиевой гофрированной оболочки, Пг – защитный покров из полимерной ленты (в данном контексте – ПВХ пластикат).

Конструкция кабеля ПвКаПг 20 кВ

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

• Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия (материал – Al) по ГОСТ 22483. Жила может быть однопроволочной (секторной или круглой) для сечений до 240 мм² включительно или многопроволочной (круглой) для всех сечений. Класс жилы – 1 или 2. Использование алюминия обеспечивает легкость и экономичность кабеля по сравнению с медными аналогами.
• Экран по жиле (внутренний полупроводящий экран): Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из сшитого полупроводящего полиэтина. Его основная функция – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений между жилой и изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов – основной причины старения изоляции.
• Изоляция: Выполнена из сшитого полиэтина (XLPE). Этот материал получают путем химической или радиационной сшивки молекул полиэтина, что придает ему высокие термические и механические свойства. Рабочая температура жилы достигает +90°C, а в режиме перегрузки или короткого замыкания – +130°C и +250°C соответственно. Толщина изоляции строго нормирована стандартами (например, ГОСТ 15150).
• Экран по изоляции (внешний полупроводящий экран): Наносится поверх изоляции также в виде экструдированного слоя. Выполняет ту же функцию выравнивания поля, что и внутренний экран. Вместе они создают идеально коаксиальную конструкцию, концентрируя электрическое поле внутри изоляционного слоя.
• Поясная изоляция: В трехжильных кабелях поверх каждого экранированного сердечника накладывается поясная изоляция из полупроводящих или изоляционных материалов, которая служит для фиксации сердечников и дополнительного выравнивания поля в межжильном пространстве.
• Экранирующая оболочка (броня): Выполнена в виде гофрированной герметичной оболочки из алюминиевой ленты (маркировка «Ка»). Данный слой является ключевым элементом безопасности:
  • Защищает от проникновения влаги и других внешних воздействий (герметичность).
  • Выполняет функцию экрана для защиты от электромагнитных помех.
  • Служит элементом брони, обеспечивая механическую защиту.
  • Является заземляемым элементом – через него отводится ток утечки при повреждении основной изоляции.
• Защитный шланг (внешняя оболочка): Изготавливается из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ), стойкого к распространению горения. Обозначение «Пг» указывает на «покров голый», то есть без наружных бронепокровов из стальных лент или проволок. Оболочка защищает алюминиевую оболочку от коррозии и механических повреждений, а также обеспечивает стойкость к УФ-излучению при прокладке на открытом воздухе.

Основные технические характеристики и условия эксплуатации

Кабель ПвКаПг 20 кВ рассчитан на эксплуатацию в широком диапазоне условий, что определяет его универсальность.

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 20/35 кВ. Где U₀ = 20 кВ – напряжение между жилой и землей, U = 35 кВ – напряжение между жилами, U_m = 40,5 кВ – максимальное длительно допустимое напряжение для сети.
• Температурный режим:
  • Длительно допустимая температура нагрева жилы: +90°C.
  • Допустимая температура при перегрузке: +130°C (не более 8 часов в сутки, суммарно не более 1000 часов за срок службы).
  • Температура при коротком замыкании: +250°C (максимальная длительность до 5 секунд).
  • Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева: -15°C.
  • Рабочая температура окружающей среды: от -50°C до +50°C.
• Допустимые способы прокладки: В земле (траншеях), в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, по эстакадам, галереям, а также на открытом воздухе. Запрещена прокладка в блоках, трубах и других замкнутых пространствах, где возможно растяжение кабеля, так как алюминиевая гофрооболочка не рассчитана на значительные растягивающие нагрузки.
• Минимальный радиус изгиба: Не менее 15 наружных диаметров кабеля при однократном изгибе. Это критически важный параметр для сохранения целостности изоляции и алюминиевой оболочки.
• Срок службы: Не менее 30 лет при соблюдении условий эксплуатации, хранения, транспортировки и монтажа.

Сравнительная таблица: ПвКаПг vs. ПвПг vs. АПвПг 20 кВ

Параметр	ПвКаПг	ПвПг (с медным экраном)	АПвПг (с алюм. лентами)
Материал экрана/брони	Гофрированная алюминиевая оболочка	Медные проволоки + медная лента	Гладкие алюминиевые ленты
Герметичность	Полная (металлическая оболочка)	Отсутствует	Относительная (наложение лент)
Защита от мех. повреждений	Высокая (броня)	Низкая (только оболочка)	Средняя (ленты дают защиту от грызунов, но не от ударов)
Стойкость к растяжению	Низкая	Высокая (медные проволоки)	Низкая
Масса и гибкость	Средние	Большая масса, высокая гибкость	Меньшая масса, средняя гибкость
Основная область применения	Прокладка в земле (траншеях), тоннелях, коллекторах – где требуется герметичность и защита без растяжения.	Вертикальные и наклонные трассы, мосты, эстакады – где возможны растягивающие нагрузки.	Прокладка в кабельных сооружениях, где не требуется полная герметичность и высокая механическая защита.

Область применения и особенности монтажа

Кабель ПвКаПг 20 кВ широко используется в сетях среднего напряжения для создания надежных и долговечных линий электропередачи и распределения. Основные объекты применения:

• Магистральные и распределительные линии 6-20 кВ в городах и поселках.
• Кабельные вводы на территорию промышленных предприятий, нефтехимических комплексов, горнодобывающих объектов.
• Питание мощных потребителей: трансформаторных подстанций, насосных и компрессорных станций.
• Прокладка в кабельных коллекторах и туннелях, где важна пожарная безопасность (оболочка ПВХ стойкая к горению).
• Укладка в грунтах с высокой коррозионной активностью, так как алюминиевая оболочка и ПВХ шланг обеспечивают высокую стойкость.

Критически важные моменты при монтаже:

• Защита от растяжения: При прокладке в траншеях необходимо исключить провисание кабеля с последующим растяжением под собственным весом или при подвижках грунта. Рекомендуется укладка на подготовленное, выровненное ложе.
• Защита от повреждения оболочки: При протяжке через кабельные конструкции необходимо использовать ролики с большим радиусом и следить за целостностью внешнего покрова.
• Заземление: Алюминиевая экранирующая оболочка с обоих концов кабеля должна быть надежно заземлена. Сечение заземляющих проводников должно соответствовать ПУЭ (Глава 1.7).
• Монтаж муфт: Термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты должны быть специально предназначены для кабелей с алюминиевой гофрированной оболочкой. Необходима тщательная герметизация места входа кабеля в муфту.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое преимущество алюминиевой гофрированной оболочки (Ка) перед броней из стальных лент (Б)?

Алюминиевая гофрированная оболочка совмещает три функции: механическая защита (броня), экранирование и, что самое важное, полная радиальная герметичность. Она абсолютно непроницаема для воды и влаги, что защищает изоляцию от влагонакопления и водных древовидных образований – основной причины пробоя старых кабелей с бумажно-масляной изоляцией. Стальные ленты (Б) обеспечивают лишь механическую защиту, но не герметизируют кабель.

Можно ли прокладывать кабель ПвКаПг в воде?

Да, можно. Герметичная алюминиевая оболочка и наружный ПВХ шланг, стойкий к влаге, позволяют прокладывать кабель в воде (например, по дну водоемов). Однако необходимо обеспечить защиту от возможных механических повреждений (удары якорей, камни) с помощью дополнительных защитных покрытий или укладки в трубы.

Как правильно выбрать сечение жилы кабеля ПвКаПг 20 кВ?

Выбор сечения осуществляется по току длительной нагрузки с учетом условий прокладки (температура грунта, удельное тепловое сопротивление, количество работающих кабелей в траншее). Расчет ведется согласно ПУЭ (Глава 1.3) и методическим указаниям. Для предварительной оценки можно использовать таблицы допустимых токовых нагрузок для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтина, приведенные в ГОСТ 31996-2012 или каталогах производителей.

Чем отличается кабель ПвКаПг от ПвКаВ?

Основное отличие в материале внешней оболочки. У ПвКаПг оболочка из ПВХ пластиката (Пг), а у ПвКаВ – из вулканизированного полиэтина (В). Полиэтиновая оболочка обладает более высокой механической прочностью, стойкостью к истиранию и широкому диапазону химических реагентов, но, как правило, дороже. ПВХ оболочка обладает лучшими противопожарными характеристиками (стойкость к горению).

Требуется ли дополнительная защита при прокладке в земле от грызунов?

Алюминиевая гофрированная оболочка сама по себе является серьезным препятствием для грызунов. В большинстве случаев дополнительная защита не требуется. Однако в регионах с повышенной активностью животных (например, слепышей) рекомендуется укладка кабеля в защитные полимерные или асбоцементные трубы, либо применение кабелей с усиленной броней (например, ПвКаШп, где «Шп» – шланг из полиэтина, защищенный стальной броней).

Как маркируются концы кабеля при поставке на барабане?

Кабель поставляется на барабанах. На щеках барабана наносится бирка с указанием: завода-изготовителя, марки кабеля, номинального напряжения, сечения и длины, даты изготовления, номера барабана и массы. Концы кабеля герметизируются металлическими колпачками для защиты от влаги. Наружная оболочка кабеля через каждые 300-500 мм имеет несмываемую маркировку с названием производителя, годом выпуска, маркой и сечением.

Заключение

Кабель ПвКаПг 20 кВ представляет собой современное, технологичное решение для создания распределительных сетей среднего напряжения. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтина (высокая пропускная способность, термическая стойкость) и герметичной алюминиевой гофрооболочки (надежная защита от влаги и механических воздействий), обеспечивает долгий срок службы и минимальные эксплуатационные затраты. Правильный выбор данного кабеля для проектов, исключающих его растяжение, и грамотный монтаж в соответствии с нормативными документами являются залогом создания безопасной и устойчивой кабельной линии на десятилетия.