Кабель ПвКаВ 6 кВ 150 мм²: технические характеристики, конструкция и область применения

Кабель ПвКаВ 6 кВ 150 мм² представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6 кВ частотой 50 Гц. Расшифровка маркировки: П – изоляция из силанольносшитого полиэтилена, в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката, КаВ – жила кабеля алюминиевая, секторной формы, номинальное сечение 150 мм². Данный кабель является современной и высокоэффективной альтернативой кабелям с бумажно-пропитанной изоляцией (типа АСБл) и широко применяется в электросетевом хозяйстве.

Конструкция кабеля ПвКаВ 6 кВ 150 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, каждый элемент выполняет критически важную функцию для обеспечения долговечности и надежности.

• Токопроводящая жила: Алюминиевая, секторной (сегментной) формы, однопроволочная или многопроволочная (в зависимости от требований стандарта и гибкости). Секторная форма позволяет оптимально заполнять внутреннее пространство кабеля, уменьшая его общий диаметр и вес по сравнению с кабелями с круглыми жилами. Номинальное сечение – 150 мм².
• Экран по жиле (полупроводящей экран): Наносится поверх токопроводящей жилы экструзионным способом. Выполнен из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей композиции. Выравнивает распределение электрического поля вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения и микроразряды в изоляции.
• Изоляция: Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Номинальная толщина изоляции для напряжения 6 кВ составляет 3,0 мм (согласно ГОСТ 31996-2012). Сшивание молекул полиэтилена (химическое или радиационное) придает материалу повышенные температурные характеристики, стойкость к деформациям и тепловому старению по сравнению с термопластичным полиэтиленом.
• Экран по изоляции (полупроводящей экран): Аналогичен экрану по жиле. Наносится поверх изоляции. Вместе с экраном по жиле создает цилиндрическое конденсаторное поле, заключенное внутри изоляции.
• Поясная изоляция: Выполняется в виде обмотки из полупроводящей ленты или экструзионного слоя. Обеспечивает контакт между экраном по изоляции и металлическим экраном.
• Металлический экран: Выполняется в виде медной или алюминиевой ленты, гофрированной для гибкости, или в виде оплетки из медных проволок. Основные функции: защита от электромагнитных помех, замыкание тока однофазного короткого замыкания на землю, обеспечение симметрии электрического поля. Для кабеля 150 мм² сечение медных проволок оплетки нормируется.
• Оболочка: Выполнена из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Защищает металлический экран от механических повреждений, влаги и агрессивных сред. Имеет цветовую маркировку (обычно черный). На поверхность наносится маркировка с указанием типа кабеля, сечения, напряжения, года выпуска и производителя.

Основные технические характеристики и параметры

Параметры кабеля регламентируются ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66, 1 и 3 кВ» и 6 кВ (с изменениями), а также ТУ производителей.

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U (Um)	6/6 кВ (7,2 кВ)
Количество и сечение жил	1 x 150 мм², 3 x 150 мм²
Форма жилы	Секторная
Материал жилы	Алюминий (Al)
Материал изоляции	Сшитый полиэтилен (XLPE)
Толщина изоляции	3,0 мм
Максимальная рабочая температура жилы	+90 °C
Допустимая температура при коротком замыкании (до 5 сек)	+250 °C
Минимальная температура монтажа без предварительного прогрева	-15 °C
Допустимый радиус изгиба при монтаже	Не менее 10 наружных диаметров кабеля (для одножильных кабелей с секторными жилами — не менее 15 диаметров)
Строительная длина	Не менее 250 м (для сечений от 70 до 240 мм²)
Срок службы	Не менее 30 лет

Электрические и нагрузочные характеристики

Данные приведены для трехжильного кабеля, проложенного в земле (траншее) при температуре грунта +25°C, глубине прокладки 0,7 м, удельном тепловом сопротивлении грунта 1,0 К·м/Вт.

Параметр	Значение	Условия
Сопротивление жилы постоянному току при +20 °C, не более	0,206 Ом/км	ГОСТ 22483
Допустимый длительный ток нагрузки (Iдл)	~320 А	Для прокладки в земле
Допустимый длительный ток нагрузки (Iдл)	~275 А	Для прокладки в воздухе
Ток однофазного КЗ (замыкания на землю)	Определяется сечением экрана и временем срабатывания защиты	Расчетный параметр
Емкость	~0,35 мкФ/км	Приблизительное значение
Индуктивность	~0,4 мГн/км	Приблизительное значение

Область применения и способы прокладки

Кабель ПвКаВ 6 кВ 150 мм² предназначен для эксплуатации в электрических сетях на номинальное напряжение до 6 кВ включительно. Основные сферы применения:

• Питающие и распределительные линии городских и промышленных сетей 6 кВ.
• Кабельные вводы на подстанции и распределительные пункты.
• Питание мощных электродвигателей (насосных, вентиляторных установок) на промышленных предприятиях.
• Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах, галереях).
• Прокладка в земле (траншеях) при условии защиты от механических повреждений (бронеплитами, сигнальной лентой). Важно: кабель не имеет брони, поэтому при прямом заглублении в грунты с риском повреждений требуется укладка в защитных трубах (ПНД, ПВХ, асбоцементных) или коробах.
• Прокладка в производственных помещениях по конструкциям.

Запрещается прокладка кабеля ПвКаВ в блоках, ранее использовавшихся для кабелей с бумажной пропиткой, без полной их очистки, из-за риска миграции пропиточного состава и повреждения полиэтиленовой изоляции.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Преимущества кабеля ПвКаВ 6 кВ 150 мм²:

• Высокие диэлектрические и механические свойства изоляции: Сшитый полиэтилен сохраняет свойства в широком температурном диапазоне.
• Меньший вес и внешний диаметр: По сравнению с кабелем АСБл того же напряжения и сечения, что упрощает транспортировку и монтаж.
• Высокая стойкость к тепловому старению: Длительно допустимая температура +90°C против +70°C у кабелей с бумажной изоляцией.
• Отсутствие течи пропиточного состава: Позволяет прокладывать кабель на вертикальных и наклонных трассах без ограничений.
• Высокая стойкость к токам короткого замыкания.
• Большая строительная длина: Уменьшает количество муфт на линии.

Недостатки и ограничения:

• Отсутствие брони: Требует дополнительных мер защиты при прокладке в земле в сложных условиях.
• Чувствительность к точечным механическим воздействиям: При монтаже необходимо избегать ударов и чрезмерного изгиба.
• Чувствительность к дендритному старению (трекингу): При наличии влаги и поверхностных загрязнений требуется качественная герметизация концевых заделок.
• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией, но часто более низкая общая стоимость жизненного цикла.

Монтаж, соединение и оконцевание

Монтаж кабеля ПвКаВ требует соблюдения строгих правил. Необходимо контролировать радиус изгиба (не менее 10-15 D_нар). При низких температурах требуется прогрев. Для соединения и оконцевания применяются специальные комплекты кабельной арматуры для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на 6 кВ.

• Соединительные муфты: Предназначены для соединения двух отрезков кабеля в линию. Обеспечивают электрический контакт, восстанавливают изоляцию, экраны и оболочку. Типы: стопорные и проходные.
• Концевые муфты (заделки): Устанавливаются на концах кабеля для подключения к шинам распределительного устройства, трансформатора или двигателя. Бывают наружной (КНВ) и внутренней (КВВ) установки. Критически важна герметизация уреза экрана для предотвращения проникновения влаги.
• Технология монтажа арматуры включает ступенчатую зачистку изоляции, наложение полупроводящих и изоляционных слоев (чаще всего термоусаживаемых трубок), восстановление экрана и заземление.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие ПвКаВ от ПвПг?

Основное отличие в материале оболочки. У кабеля ПвПг оболочка выполнена из полиэтилена (обозначение «Пг» — полиэтиленовый шланг), который обладает более высокой стойкостью к влаге и некоторым химическим агрессивным средам по сравнению с ПВХ. Кабель с полиэтиленовой оболочкой часто рекомендуется для прокладки в грунтах с высокой коррозионной активностью.

Можно ли прокладывать кабель ПвКаВ 6 кВ 150 мм² в земле без защиты?

Формально кабель предназначен для прокладки в земле. Однако, учитывая отсутствие брони, при наличии риска механических повреждений (раскапывание, давление камней, грызуны) обязательна его защита. Рекомендуется прокладка в асбоцементных или пластиковых трубах, либо с использованием защитных плит (бронеплит), укладываемых сверху кабеля перед засыпкой.

Как правильно выбрать сечение экрана заземления для кабеля ПвКаВ?

Сечение заземляющего проводника, соединенного с металлическим экраном кабеля, должно быть выбрано в соответствии с ПУЭ (Глава 1.7) и расчетом токов короткого замыкания. Обычно для кабелей 6-10 кВ сечение медного проводника, соединяющего экраны, принимается не менее 16-25 мм², но окончательный выбор требует расчета по допустимой плотности тока и времени срабатывания защиты.

Каковы требования к хранению кабеля до монтажа?

Кабель должен храниться в закрытых помещениях или под навесом, на деревянных подкладках, в бухтах или на барабанах. Необходимо защищать его от прямых солнечных лучей, масел, бензина и активных химических веществ. Срок хранения в оригинальной упаковке – до 2 лет. Перед монтажом после длительного хранения рекомендуется проверить герметичность концов и сопротивление изоляции.

Почему для кабелей с изоляцией из СПЭ так важна качественная заделка концов?

На торце кабеля после его разделки возникает резкая неравномерность электрического поля в месте уреза экрана. Без правильного ступенчатого среза изоляции и наложения стресс-конуса (конуса из полупроводящего и изоляционного материала) в этом месте возникают высокие градиенты напряжения, приводящие к частичным разрядам, трекингу и, в конечном итоге, пробою. Качественная концевая муфта равномерно распределяет электрическое поле.

Чем отличается одножильный кабель ПвКаВ от трехжильного в применении?

Одножильный кабель (1 x 150 мм²) используется, как правило, для фазной прокладки (по три кабеля на цепь). Это требует учета взаимного влияния и наведения токов в металлических экранах, которые необходимо перекрещивать или заземлять с двух сторон по специальным схемам. Трехжильный кабель (3 x 150 мм²) более удобен для прокладки, так как все фазы и экраны находятся в общей оболочке, но он имеет больший вес и диаметр. Выбор зависит от конкретных условий трассы, токов нагрузки и экономических соображений.