Кабель ПвКаВ 400 мм² представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) на напряжение 6, 10, 20, 35 кВ, с алюминиевой жилой сечением 400 квадратных миллиметров, с алюминиевой экранированной оболочкой. Данный кабель является современной и высокотехнологичной альтернативой маслонаполненным кабелям и кабелям с бумажно-пропитанной изоляцией, предназначенной для стационарной прокладки в электрических сетях среднего класса напряжения.
Маркировка кабеля производится согласно ГОСТ 31565-2012 (кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена) и четко описывает его конструкцию:
Таким образом, полное наименование описывает кабель с алюминиевой жилой 400 мм², изоляцией из сшитого полиэтилена, в ПВХ оболочке, бронированный стальными проволоками, с защитным ПВХ шлангом.
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая надежность и долговечность в эксплуатации.
Изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий высокой электропроводности) по ГОСТ 22483. Для сечения 400 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы (для одножильных кабелей – круглая), что позволяет оптимизировать диаметр кабеля и улучшить условия теплоотвода. Жила может быть как однопроволочной (для сечений до 400 мм² включительно, если позволяет стандарт), так и многопроволочной. Для 400 мм² чаще применяется многопроволочная уплотненная конструкция.
Представляет собой полупроводящий слой из сшитого полиэтилена или термоэластопласта, наложенный экструзионным способом непосредственно на токопроводящую жилу. Его назначение – выравнивание электрического поля и предотвращение возникновения частичных разрядов и коронного разряда на микронеровностях поверхности жилы.
Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина изоляции нормируется в зависимости от номинального напряжения кабеля. Процесс сшивки (образования поперечных молекулярных связей) придает материалу повышенные температурные характеристики: стойкость к тепловой деформации, высокую допустимую температуру длительной эксплуатации (до +90°C) и перегрузки (до +130°C).
Также выполнен из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его функция – создание равномерного цилиндрического электрического поля вокруг изоляции и ее защита от внешних воздействий.
Выполнена в виде гофрированной алюминиевой ленты (обозначение «А» в маркировке), наложенной продольно с перекрытием и герметично сваренной. Этот слой является ключевым для кабелей на напряжение 6 кВ и выше. Функции:
Между металлическим экраном и броней расположен слой заполнителя из ПВХ-поясов или крепированной бумаги, а также поясная изоляция из битумированной бумаги или ПВХ ленты. Они служат для защиты алюминиевого экрана от коррозии и механических повреждений броней.
Выполнена из оцинкованных стальных проволок круглого сечения («К»), наложенных поверх поясной изоляции. Назначение брони – защита кабеля от механических воздействий (растягивающих усилий, ударов, грызунов) при прокладке в земле (траншеях) и в условиях возможных внешних повреждений.
Наружный слой из поливинилхлоридного пластиката («В»), наложенный поверх брони. Защищает броню от коррозии и агрессивных сред, обеспечивает дополнительную механическую защиту и служит внешней оболочкой кабеля.
| Наименование параметра | Значение | Примечание / Стандарт |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U, кВ | 6/10; 8,7/15; 20/35 | U0 – напряжение жила-земля, U – междуфазное |
| Сечение основной жилы, мм² | 400 | |
| Максимальная температура жилы при длительной эксплуатации, °C | +90 | |
| Максимальная температура жилы при коротком замыкании, °C | +250 | Длительность КЗ не более 5 сек |
| Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева, °C | -15 | |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | 15 x Dнар | Dнар – наружный диаметр кабеля |
| Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км, не более | 0,0778 | ГОСТ 22483 |
| Индуктивное сопротивление, Ом/км | ~0,11 – 0,13 | Зависит от конструкции и расстояния между кабелями |
| Емкостной ток, А/км | ~1,5 – 2,5 | Зависит от напряжения и конструкции |
| Допустимый длительный ток нагрузки, А | ~450 – 550 | Зависит от способа прокладки (земля/воздух), температуры грунта, числа работающих кабелей |
| Условия прокладки | Допустимый ток, А | Ключевые условия |
|---|---|---|
| В земле (траншее) | 520 – 560 | Глубина 0,7-1 м, удельное тепловое сопротивление грунта 1,0 К·м/Вт, температура грунта +15°C, расстояние между кабелями в свету 250 мм. |
| В воздухе (на открытом воздухе, в туннеле) | 460 – 500 | Температура воздуха +25°C, расстояние между кабелями в свету равно диаметру кабеля, солнечная радиация не учитывается. |
| В кабельном канале (блоке) | 400 – 440 | Плохая теплоотдача, требуется применение понижающих коэффициентов. |
Важно: Точные значения токовых нагрузок должны определяться расчетом по методике, изложенной в ПУЭ 7-го издания, глава 1.3, с учетом всех поправочных коэффициентов (на температуру окружающей среды, число работающих кабелей, тепловое сопротивление грунта и т.д.).
Кабель предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение до 35 кВ включительно частотой 50 Гц. Основные сферы применения:
Кабель может прокладываться в земле (траншеях), включая грунты с средней коррозионной активностью, в кабельных каналах, туннелях, шахтах, на эстакадах, в помещениях, а также частично в условиях, исключающих растягивающие нагрузки. Прокладка в воде не допускается.
1. Прокладка: Перед прокладкой необходимо проверить целостность оболочки и изоляции (измерение сопротивления изоляции и испытание повышенным напряжением постоянного тока). Радиус изгиба должен быть не менее 15 наружных диаметров кабеля. При прокладке в траншее необходима подсыпка и защита песчаной подушкой и кирпичом или сигнальной лентой.
2. Заземление: Алюминиевая экранирующая оболочка на обоих концах кабеля должна быть надежно заземлена. В случае большой длины линии (>1-2 км) для снижения токов в экране может применяться поперечное или продольное разъединение экранов с установкой специальных защитных устройств.
3. Соединение и ответвление: Выполняются с помощью специальных соединительных и стопорных муфт для кабелей с изоляцией из СПЭ. Требуется применение термоусаживаемых или холодноусаживаемых компонентов, обеспечивающих герметизацию, электрический контакт и восстановление экранов.
4. Контроль: В процессе эксплуатации рекомендуется мониторинг состояния кабельной линии: измерение частичных разрядов, диэлектрических потерь, инфракрасная термография соединений.
Основное отличие – в материале защитного покрова (шланга) поверх брони. У ПвКаВ – это ПВХ пластикат («В»), у ПвПг – полиэтилен («Пг»). Полиэтиленовый шланг обладает более высокой стойкостью к влаге и агрессивным химическим средам, но менее устойчив к ультрафиолетовому излучению и имеет более высокую стоимость. ПВХ шланг является стандартным решением для большинства условий прокладки.
Да, именно для этого он и предназначен. Наличие брони из стальных оцинкованных проволок и защитного ПВХ шланга позволяет осуществлять прокладку непосредственно в траншее, согласно ПУЭ (глубина заложения 0,7-1,0 м, песчаная подушка, защита кирпичом или плитами в местах риска). Однако в грунтах с высокой коррозионной активностью, в местах с блуждающими токами или при риске механических повреждений (например, в зоне проведения земляных работ) рекомендуется дополнительная защита в виде асбоцементных или пластиковых труб.
Термическая стойкость к току короткого замыкания определяется сечением жилы и допустимой температурой (+250°C). Для алюминиевой жилы 400 мм² допустимая плотность тока КЗ составляет примерно 92 А/мм² при длительности до 5 секунд. Соответственно, приблизительное значение тока КЗ (Iкз) рассчитывается по формуле: Iкз = q
Да, как и для любого силового кабеля среднего напряжения, емкостной ток является значимым параметром. Для кабеля 10 кВ сечением 400 мм² емкостной ток может составлять 1,5-2,5 А на километр. При большой протяженности кабельной линии (обычно от 10 км и более для 10 кВ) суммарный емкостной ток может стать соизмеримым с током нагрузки и даже превысить допустимые значения для дугогасящих реакторов или изоляции. В таких случаях требуется расчет и, при необходимости, применение шунтирующих реакторов или иных мер компенсации.
Маркировка «ож» (одна жила) указывает на то, что кабель является одножильным. В трехфазной сети потребуется три таких одножильных кабеля. Это альтернатива трехжильному кабелю в общей оболочке. Одножильные кабели часто применяются для прокладки в стесненных условиях, в кабельных каналах, где проще укладывать отдельные жилы, а также при необходимости использования специальных схем заземления экранов (поперечное соединение). Для прокладки в земле чаще используется трехжильная конструкция.
Выбор сечения 400 мм² является результатом комплексного инженерного расчета, который включает:
Сечение 400 мм² обычно применяется для питающих линий с токами нагрузки 400-550 А, что соответствует мощности около 7-10 МВА на напряжении 10 кВ.