Кабель ПвКаПг: конструкция, технические характеристики и область применения трехжильной модификации

Кабель марки ПвКаПг представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), с алюминиевыми жилами, с алюминиевой броней из гофрированной ленты и с полимерной оболочкой. Трехжильная модификация (ПвКаПг 3х…) является одной из наиболее востребованных в распределительных сетях среднего напряжения. Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10, 20 или 35 кВ частотой 50 Гц.

Расшифровка маркировки ПвКаПг

• П – изоляция из сшитого (полимеризованного) полиэтилена.
• в – оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
• Ка – материал жилы: алюминий (буква «А» опущена, но подразумевается, «К» указывает на форму).
• Пг – бронепокров из гофрированной алюминиевой ленты (защитный покров).
• 3-х жильный – количество основных токопроводящих жил.

Конструкция кабеля ПвКаПг 3х

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. От центра к периферии она выглядит следующим образом:

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия (материал класса А по ГОСТ 22483), круглой или секторной (сегментной) формы. Секторная форма жил применяется для уменьшения общего диаметра кабеля и экономии материалов изоляции и оболочки. Жилы могут быть однопроволочными (для малых сечений) или многопроволочными (для сечений, как правило, от 50-70 мм²).

2. Экран на жиле (полупроводящий экран)

Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его задача – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и искажений поля на границе жила/изоляция, что предотвращает возникновение частичных разрядов.

3. Основная изоляция

Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE) методом экструзии. Этот материал, полученный путем вулканизации полиэтилена под высоким давлением, обладает высокой теплостойкостью (допустимая температура длительной работы +90°C), отличными диэлектрическими и механическими свойствами. Толщина изоляции нормируется в зависимости от номинального напряжения кабеля.

4. Экран на изоляции (полупроводящий слой)

Наружный экран, также из полупроводящего СПЭ, накладывается поверх основной изоляции. Он предназначен для отвода тангенциальных составляющих электрического поля и обеспечения равномерного контакта с металлическим экраном.

5. Металлический экран

Выполняется в виде медной или алюминиевой ленты, наложенной продольно или в виде оплетки из медных проволок. В трехжильных кабелях на напряжение 6-35 кВ чаще всего применяется экран из медных проволок (иногда в сочетании с медными лентами). Основные функции: защита от внешних электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля, использование в качестве жилы защитного заземления для токов короткого замыкания.

6. Поясная изоляция

Представляет собой ленту из полимерного материала, наложенную поверх скрученных экранированных жил. Служит для фиксации конструкции и защиты оболочки от повреждения экранирующими проволоками.

7. Бронепокров (защитный покров типа Пг)

Выполняется в виде гофрированной ленты из алюминиевого сплава, наложенной поверх поясной изоляции. Гофрирование придает ленте гибкость и обеспечивает сохранение герметичности при изгибах кабеля. Основные функции брони Пг:

• Защита от механических повреждений (ударов, сдавливания, грызунов).
• Экран от внешних электромагнитных воздействий.
• Обеспечение продольной герметичности конструкции (в сочетании с оболочкой).
• Выполнение функции заземленного экрана (при необходимости).

8. Наружная оболочка

Внешний защитный слой из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката. Обозначается в маркировке буквой «в». Оболочка защищает броню от коррозии и агрессивных сред, обеспечивает дополнительную механическую защиту и изоляцию. Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические характеристики и условия эксплуатации

Таблица 1. Ключевые параметры кабеля ПвКаПг 3х

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U (Um)	6/10 кВ, 8,7/15 кВ, 20/35 кВ и др. (U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами)
Класс напряжения	Среднее напряжение (СН)
Температура эксплуатации	От -50°C до +50°C (для ПВХ оболочки)
Допустимая температура нагрева жил:
— при длительной работе	+90°C
— при коротком замыкании (до 4 сек)	+250°C
— при перегрузке	+130°C
Минимальный радиус изгиба	Не менее 15 наружных диаметров кабеля (для бронированных кабелей с секторными жилами)
Строительная длина	Не менее 250 м (для сечений до 50 мм²), не менее 200 м (для сечений 70 мм² и более)
Срок службы	Не менее 30 лет

Область применения трехжильного кабеля ПвКаПг

Кабель ПвКаПг 3х предназначен для прокладки в земле (траншеях), тоннелях, каналах, шахтах, производственных помещениях, а также в условиях, где возможны механические воздействия малой и средней силы. Благодаря алюминиевой гофрированной броне, не требующей дополнительных защитных покровов от коррозии, кабель может прокладываться в грунтах с высокой и средней коррозионной активностью, включая грунты с блуждающими токами. Основные объекты применения:

• Распределительные сети 6-35 кВ городской и промышленной инфраструктуры.
• Питание мощных потребителей: трансформаторные подстанции, насосные станции, крупные заводы.
• Кабельные линии в составе воздушно-кабельных переходов.
• Укладка в коллекторах и туннелях, где требуется защита от грызунов и случайных повреждений.

Важное ограничение: Кабель не предназначен для прокладки в блоках, трубах, заполненных кабельной массой, а также для подвески на тросах (воздушных линий).

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Преимущества:

• Высокая пропускная способность: Изоляция из СПЭ допускает нагрев жилы до +90°C, что позволяет пропускать больший ток по сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией того же сечения.
• Отсутствие риска течи пропиточного состава: В отличие от маслонаполненных или пропитанных бумажных кабелей.
• Высокая стойкость к термическим перегрузкам и токам КЗ.
• Удобство монтажа и эксплуатации: Меньший вес и радиус изгиба по сравнению с бронированными кабелями в свинцовой оболочке (АСБл). Отсутствие необходимости в сложных концевых муфтах с системой подпитки маслом.
• Продольная герметичность: Конструкция с алюминиевой гофрированной броней и полимерной оболочкой надежно защищает сердечник от проникновения влаги и распространения ее вдоль трассы.
• Коррозионная стойкость брони: Алюминий обладает естественной стойкостью к коррозии во многих средах.

Недостатки:

• Чувствительность к точечным механическим воздействиям: При монтаже необходимо избегать ударов и надрезов изоляции, которые могут стать очагами частичных разрядов.
• Требовательность к качеству монтажа муфт: Необходима абсолютная чистота и герметичность при установке соединительных и концевых муфт.
• Ограниченная стойкость к прямому воздействию ультрафиолета: При открытой прокладке требуется дополнительная защита.
• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями в ПВХ изоляции на низкое напряжение.

Сравнение с другими типами кабелей среднего напряжения

Таблица 2. Сравнение ПвКаПг с аналогами

Параметр	ПвКаПг (XLPE, Al-броня)	ААБл (бумажная изоляция, Al-жила, Al-броня, свинцовая оболочка)	ПвПг (XLPE, стальная броня)
Материал изоляции	Сшитый полиэтилен (XLPE)	Бумага, пропитанная вязким составом	Сшитый полиэтилен (XLPE)
Влагозащита	Продольная герметизация броней и оболочкой	Радиальная герметизация свинцовой оболочкой	Продольная герметизация броней и оболочкой
Вес	Средний	Высокий (из-за свинца и пропитки)	Высокий (из-за стальной брони)
Стойкость брони к коррозии	Высокая (алюминий)	Низкая (сталь, требует джутового покрова)	Низкая (сталь, требует защитного покрова)
Допустимый нагрев жилы	+90°C	+70°C (для кабелей 10 кВ)	+90°C
Монтаж (гибкость)	Хорошая	Ограниченная	Ограниченная (жесткая броня)

Особенности монтажа и эксплуатации

Прокладка кабеля ПвКаПг должна осуществляться с соблюдением норм ПУЭ (Правила устройства электроустановок) и manufacturer’s guidelines. Ключевые моменты:

• Подготовка трассы: Дно траншеи должно быть очищено от острых камней и мусора, выполнена подсыпка и подушка из песка или просеянного грунта.
• Радиус изгиба: Необходимо строго соблюдать минимально допустимый радиус изгиба (не менее 15D). Нарушение ведет к деформации изоляции и экранов, что сокращает срок службы.
• Раскатка: Запрещается сбрасывать барабан с кабелем с транспортного средства. Раскатка производится с применением роликов или лебедок, не допуская волочения по грунту и чрезмерного натяжения.
• Защита от повреждений: При прокладке в каменистом грунте или местах с риском механических воздействий рекомендуется использовать защитные плиты или кирпич поверх уложенного кабеля.
• Засыпка: После укладки кабель засыпается мягким грунтом или песком без включений, затем укладывается сигнальная лента и производится полная засыпка траншеи.
• Монтаж муфт: Установка соединительных, концевых и стопорных муфт должна производиться квалифицированным персоналом с использованием специального инструмента и материалов, обеспечивающих полную герметизацию и электрическую целостность экранов.
• Заземление: Металлические экраны и броня кабеля на обоих концах линии должны быть надежно заземлены в соответствии со схемой заземления сети.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальное отличие ПвКаПг от ПвПг?

Основное отличие – материал бронепокрова. В кабеле ПвКаПг броня выполнена из гофрированной алюминиевой ленты (буква «А» в индексе «Пг» подразумевается). В кабеле ПвПг броня выполнена из стальных оцинкованных лент (две ленты, наложенные повивом). Алюминиевая броня легче, не требует дополнительных антикоррозионных покровов и обладает лучшей электромагнитной совместимостью. Стальная броня прочнее на разрыв, но тяжелее и подвержена коррозии, что требует защитных покровов из ПВХ-шланга или битума.

Можно ли использовать кабель ПвКаПг для прокладки в воде?

Нет, стандартная конструкция кабеля ПвКаПг не предназначена для постоянной прокладки под водой или в водоемах. Хотя броня и оболочка обеспечивают продольную герметичность, для подводной прокладки применяются специальные кабели с усиленной свинцовой или алюминиевой оболочкой, обеспечивающей радиальную герметичность (например, марки ПвКаШв или ПвПШв с гидрозащитой).

Как правильно выбрать сечение жил кабеля ПвКаПг 3х?

Выбор сечения производится на основе расчета по следующим критериям:

• По допустимому длительному току нагрузки (нагреву) с учетом способа прокладки, температуры окружающей среды и количества кабелей в траншее.
• По потере напряжения (для протяженных линий).
• По термической стойкости к токам короткого замыкания.
• По экономической плотности тока (для сетей промышленных предприятий).

Необходимо руководствоваться данными ПУЭ (глава 1.3) и использовать расчетные таблицы или специализированное программное обеспечение.

Требуется ли для кабеля ПвКаПг дополнительная защита от коррозии при прокладке в земле?

Алюминиевая гофрированная броня кабеля ПвКаПг сама по себе обладает высокой коррозионной стойкостью в большинстве типов грунтов. Дополнительные антикоррозионные покрытия (например, битумные мастики) не требуются и даже не рекомендуются, так как могут нарушить тепловой режим кабеля. Однако в исключительно агрессивных средах (свалки, зоны с сильными блуждающими токами) необходимо выполнять проектный анализ и, возможно, применять катодную защиту или выбирать кабели с иным типом брони/оболочки.

Как маркируются концы жил кабеля ПвКаПг?

Жилы трехжильного кабеля маркируются в соответствии с ГОСТ 18690: изоляция жил или их экраны могут иметь цифровую маркировку (1, 2, 3) или цветовую маркировку в виде продольных полос. Стандартная цветовая идентификация: жила A – желтая, жила B – зеленая, жила C – красная. Однако чаще в кабелях на среднее напряжение используется цифровая маркировка на изоляции муфт или с помощью бирок.

Каковы особенности монтажа концевых муфт на кабель ПвКаПг?

Монтаж концевых муфт (КВМт, ПСТк и др.) требует строгого соблюдения технологии:

• Аккуратная разделка кабеля с использованием специальных шаблонов для обеспечения правильных длин.
• Тщательная зачистка и обезжиривание поверхностей.
• Надежное соединение полупроводящих экранов с помощью проводящих лент или наполнителей.
• Грамотное подключение медного экрана (оплетки) к системе заземления муфты.
• Полная герметизация всех стыков для предотвращения доступа влаги и частичных разрядов.
• Применение только оригинальных комплектующих и материалов, рекомендованных производителем муфты.

Заключение

Кабель ПвКаПг 3-х жильный является современным, надежным и технологичным решением для создания распределительных сетей среднего напряжения класса 6-35 кВ. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена, эффективной системы экранирования и легкой алюминиевой гофрированной брони, обеспечивает высокую пропускную способность, долговечность и удобство монтажа. Правильный выбор сечения, соблюдение норм прокладки и качественный монтаж аксессуаров являются залогом безаварийной эксплуатации кабельной линии на протяжении всего срока службы, превышающего 30 лет. При проектировании новых и реконструкции существующих сетей кабель ПвКаПг обоснованно рассматривается как один из основных типов кабельной продукции.