Кабель ПвКаВ 150 мм

Кабель ПвКаВ 150 мм²: технические характеристики, конструкция и область применения

Кабель ПвКаВ 150 мм² – это силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) на напряжение 6-35 кВ, с алюминиевой жилой и алюминиевой же экранной оболочкой. Данный тип кабеля является одним из ключевых элементов в современных кабельных линиях среднего и высокого напряжения, используемых для передачи и распределения электроэнергии в стационарных установках. Его обозначение расшифровывается следующим образом: П – изоляция из силанольносшитого полиэтилена, в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката, Ка – кабельная алюминиевая жила (однопроволочная), В – наличие защитного покрова (брони) из двух стальных оцинкованных лент. Цифра 150 обозначает номинальное сечение токопроводящей жилы в квадратных миллиметрах.

Конструкция кабеля ПвКаВ 150 мм²

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

Токопроводящая жила. Выполнена из алюминия марки АВЕ (алюминий высокой электропроводности) или аналогичной, соответствует классу 1 по ГОСТ 22483 (однопроволочная, монолитная). Для сечения 150 мм² жила имеет круглую форму. Использование алюминия делает кабель значительно легче и дешевле по сравнению с медными аналогами при сохранении необходимой токовой нагрузки.
Экран по жиле. Поверх жилы накладывается экструдированный полупроводящий сшитый полиэтилен. Его задача – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение локальных перенапряжений в изоляции.
Изоляция. Основной изолирующий слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE). Для кабеля ПвКаВ толщина изоляции нормируется в зависимости от номинального напряжения (6, 10, 20, 35 кV). СПЭ обладает высокой электрической прочностью, отличными диэлектрическими характеристиками, стойкостью к тепловому старению и повышенной рабочей температурой (до 90°C в длительном режиме).
Экран по изоляции. Также выполнен из экструдированного полупроводящего сшитого полиэтилена. Вместе с экраном по жиле образует коаксиальную систему, ограничивающую электрическое поле внутри изоляции и обеспечивающую безопасность при касании внешних элементов.
Алюминиевая экранная оболочка. Ключевой элемент конструкции. Представляет собой герметичную гофрированную ленту или трубку из алюминиевого сплава, наложенную поверх экрана по изоляции. Выполняет три основные функции: нулевой провод в системах с изолированной нейтралью (при необходимости), экран для защиты от электромагнитных помех и, самое главное, барьер для влаги и герметизация кабеля. Наличие этой оболочки позволяет кабелю работать без дополнительного наружного давления масла или газа.
Заполнитель. Пространство под оболочкой заполняется жгутами из поливинилхлоридного пластиката или нетканого материала для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.
Внутренняя оболочка. Изготавливается из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Защищает алюминиевый экран от коррозии и механических повреждений, а также служит основой для наложения брони.
Броня. Выполнена из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с перекрытием. Предназначена для защиты кабеля от механических воздействий (растяжения, сдавливания, грызунов) во время прокладки и эксплуатации.
Наружная оболочка (шланг). Внешний защитный слой из ПВХ-пластиката, наложенный поверх брони. Защищает бронеленты от коррозии, обеспечивает стойкость к агрессивным средам, УФ-излучению (для кабелей, прокладываемых на открытом воздухе) и придает окончательную форму.

Основные технические характеристики и параметры

Технические параметры кабеля ПвКаВ 150 мм² регламентируются ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 1, 3, 6, 10, 20, 35 кВ».

Электрические характеристики (для 10 кВ)

Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 8.7/10 (12) кВ. Где U₀ – напряжение между жилой и землей, U – междуфазное напряжение, U_m – максимальное длительно допустимое.
Максимально допустимая рабочая температура жилы: +90°C в длительном режиме.
Допустимая температура при коротком замыкании: +250°C (продолжительность не более 5 сек).
Допустимая температура при перегрузке: +130°C (продолжительность не более 100 часов в год).
Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева: -15°C.
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C: не более 0.206 Ом/км.
Испытательное переменное напряжение промышленной частоты после прокладки: 22 кВ (для 10 кВ кабеля) в течение 10 минут.

Таблица 1. Токовые нагрузки для кабеля ПвКаВ 150 мм² (10 кВ) при прокладке в земле

Условия: температура земли +25°C, термическое сопротивление грунта 1.0 К·м/Вт, глубина прокладки 0.7 м, расстояние между кабелями в траншее 250 мм.

Длительно допустимый ток, А (однокабельная линия): 320 А
Длительно допустимый ток, А (при прокладке трех кабелей в одной траншее с учетом взаимного нагрева): ~275 А
Ток односекундного короткого замыкания, кА: ~12.5 кА (расчетное значение зависит от конкретных условий сети).

Примечание: Точные значения токовых нагрузок должны определяться расчетом для конкретных условий прокладки (температура грунта, способ прокладки, наличие других кабелей).

Механические и геометрические характеристики

Примерный наружный диаметр: 55-60 мм (зависит от производителя и напряжения).
Примерный вес 1 км кабеля: 4500-5000 кг.
Минимальный радиус изгиба при прокладке: 15-20 наружных диаметров кабеля (около 900-1200 мм).
Допустимое тяговое усилие при прокладке: Определяется производителем, обычно не более 50-70 Н/мм² сечения жилы.

Область применения и способы прокладки

Кабель ПвКаВ 150 мм² предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение частотой 50 Гц до 35 кВ включительно. Основные сферы применения:

Магистральные и распределительные линии в городских кабельных сетях 6-35 кВ.
Питание мощных промышленных потребителей (заводы, фабрики, горнодобывающие предприятия).
Вывод мощности с подстанций и распределительных устройств.
Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах).
Прокладка в земле (траншеях) при условии отсутствия значительных растягивающих усилий и риска механических повреждений.
Прокладка на открытом воздухе по конструкциям, стойкам, фасадам зданий.

Важно: Прокладка в земле (траншее) требует подготовки песчаной подушки и засыпки, а также укладки сигнальной ленты. При высокой коррозионной активности грунта или наличии блуждающих токов может потребоваться дополнительная защита. Бронирование кабеля стальными лентами защищает от механических повреждений, но не от растягивающих нагрузок, поэтому при риске таких нагрузок (например, на мостах) требуется специальный метод крепления.

Преимущества и недостатки кабеля ПвКаВ 150 мм²

Преимущества по сравнению с кабелями старых типов (например, АСБ, СБ):

Высокая надежность и долговечность: Изоляция из СПЭ не подвержена термическому старению в такой степени, как бумажно-пропитанная, не требует поддержания постоянного давления масла.
Большая допустимая рабочая температура: +90°C против +70°C для кабелей с бумажной изоляцией, что позволяет пропускать большие токи при том же сечении.
Высокая стойкость к коротким замыканиям.
Простота монтажа и эксплуатации: Отсутствие ограничений по перепаду уровней при прокладке, характерных для маслонаполненных кабелей.
Меньший вес и внешний диаметр при аналогичных электрических параметрах.
Герметичность: Алюминиевый экран обеспечивает полную защиту изоляции от влаги.

Недостатки и ограничения:

Чувствительность к точечным механическим повреждениям изоляции при монтаже: Требует аккуратного обращения, контроля радиуса изгиба.
Более высокая стоимость по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией на низкие напряжения, но сравнимая или ниже на напряжения 20-35 кВ.
Необходимость использования специальной арматуры для оконцевания и соединения: Муфты и концевые заделки должны быть предназначены specifically для кабелей с изоляцией из СПЭ и алюминиевым экраном.
Ограниченная стойкость к динамическим нагрузкам и вибрации по сравнению с некоторыми специальными конструкциями.

Особенности монтажа и соединения

Монтаж кабеля ПвКаВ 150 мм² требует профессионального подхода. Критически важным этапом является разделка конца кабеля и установка соединительной или концевой муфты. Процесс включает послойное снятие оболочек, подготовку экранов и изоляции. Для соединения алюминиевой экранной оболочки используются специальные заземляющие накладки или хомуты. Изоляция восстанавливается с помощью термоусаживаемых или холодноусаживаемых компонентов, рассчитанных на конкретное рабочее напряжение. Категорически запрещается использовать для данного типа кабеля арматуру, предназначенную для кабелей с бумажной изоляцией.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем кабель ПвКаВ отличается от кабеля ПвП?

Основное отличие – в материале экрана. В кабеле ПвП (где «П» после «Пв» означает экран из медных проволок и ленты) экран выполнен из медных элементов. В кабеле ПвКаВ экран – это герметичная алюминиевая оболочка (гофра). Алюминиевый экран (ПвКаВ) обеспечивает лучшую герметизацию и влагозащиту, часто имеет большую механическую прочность. Медный экран (ПвП) обладает более высокой проводимостью по току, что может быть важно в сетях с изолированной нейтралью, где экран используется как нулевой провод. Выбор зависит от условий прокладки и требований проекта.

Можно ли прокладывать кабель ПвКаВ 150 мм² в воде?

Конструкция кабеля с алюминиевой герметичной оболочкой принципиально позволяет прокладку в воде, так как основной барьер для влаги – алюминиевый экран. Однако наружная ПВХ оболочка и броня не предназначены для длительного постоянного контакта с агрессивными водными средами. Для постоянной прокладки в воде (подводные переходы) существуют специальные кабели с усиленной свинцовой или полимерной герметизирующей оболочкой поверх брони. ПвКаВ для таких целей не рекомендуется без дополнительных защитных мероприятий.

Какой срок службы у кабеля ПвКаВ?

Номинальный срок службы кабеля ПвКаВ, заявленный в ГОСТ 31996-2012 и технических условиях производителей, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может превышать этот показатель при соблюдении условий прокладки, эксплуатации (непревышение токовых нагрузок и температур) и отсутствии внешних механических повреждений.

Что означает «сшитый полиэтилен» и почему он лучше?

Сшитый полиэтилен (XLPE) – это полимер, молекулы которого соединены поперечными связями («сшиты») в процессе производства. Это radically меняет его свойства по сравнению с обычным термопластичным полиэтиленом (ПЭ): материал становится термореактивным, т.е. не плавится и не течет при высоких температурах (до +250-300°C). Это обеспечивает высокую стойкость к тепловому пробою при коротких замыканиях, позволяет повысить длительно допустимую температуру жилы до +90°C, увеличивает механическую прочность и стойкость к растрескиванию.

Как маркируется кабель ПвКаВ?

Маркировка наносится на наружную оболочку в виде печати или тиснения с интервалом не более 1 метра. Она включает: торговую марку производителя, тип кабеля (ПвКаВ), номинальное напряжение (например, 8.7/10 кV), количество и сечение жил (1х150), год изготовления, длину в метрах. Дополнительно на барабане и в сопроводительных документах указывается ГОСТ, номер барабана, вес, знак соответствия.

Требуется ли дополнительная защита при прокладке в земле?

Брони из стальных лент обычно достаточно для защиты от случайных механических воздействий при раскопках. Однако для дополнительной защиты от более серьезных повреждений (например, от техники) рекомендуется укладка кабеля в пластиковые или асбестоцементные трубы, либо использование защитных плит (кирпич, бетонные плиты) сверху перед засыпкой траншеи. Это обязательно на участках с повышенной нагрузкой (под дорогами, въездами).

Заключение

Кабель ПвКаВ 150 мм² представляет собой современное, технологичное и надежное решение для строительства и модернизации кабельных линий электропередачи на среднее напряжение. Его конструкция, основанная на комбинации изоляции из сшитого полиэтилена и герметичного алюминиевого экрана, обеспечивает высокие электрические и эксплуатационные характеристики, длительный срок службы и относительную простоту монтажа. Правильный выбор, проектирование трассы, квалифицированный монтаж и соблюдение правил эксплуатации являются залогом бесперебойной работы энергетического объекта на протяжении десятилетий. При выборе кабеля для конкретного проекта необходимо руководствоваться расчетами токовых нагрузок, условиями окружающей среды и требованиями нормативной документации (ПУЭ, ГОСТ, СНиП).