Кабель ПвКП 1-х жильный 20 кВ
Кабель ПвКП 1-х жильный 20 кВ: технические характеристики, конструкция и область применения
Кабель ПвКП 1х жильный на напряжение 20 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 20 кВ частотой 50 Гц. Данный тип кабеля является современной и высоконадежной альтернативой кабелям с бумажно-пропитанной изоляцией (типа СБ) и широко применяется в электросетевом хозяйстве.
Расшифровка маркировки ПвКП 1х
- П – изоляция из сшитого (полимеризованного) полиэтилена.
- в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката.
- К – броня из круглых стальных оцинкованных проволок.
- П – наружный защитный покров (подушка) в виде пластмассовой ленты (или из полимерных материалов).
- 1х – одножильное исполнение.
- 20 кВ – номинальное напряжение 20000 Вольт.
- Высокая надежность и долговечность: Отсутствие миграции пропитки, стойкость к термоциклированию.
- Большая допустимая температура: +90°C против +70°C для бумажной изоляции, что позволяет пропускать больший ток нагрузки.
- Меньший вес и наружный диаметр: Облегчает транспортировку и монтаж.
- Простота монтажа и соединения: Не требует специальной разделки концов для предотвращения стекания пропитки.
- Возможность прокладки на вертикальных участках с большим перепадом высот.
- Высокая стойкость к ударным нагрузкам и вибрации.
Конструкция кабеля ПвКП 1х 20 кВ
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая механическую прочность, электрическую надежность и долговечность.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из медной или алюминиевой проволоки. В зависимости от сечения (от 50 до 1000 мм² и более) может быть выполнена круглой или секторной формы. Жила уплотненная (многопроволочная), что обеспечивает гибкость и стойкость к переменным изгибам.
2. Экранирующий слой над жилой (полупроводящая экран)
Наносится непосредственно на токопроводящую жилу. Представляет собой слой из сшитого полиэтилена с добавлением сажи или полимерного полупроводящего материала. Выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения и ионизацию.
3. Основная изоляция
Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал, подвергнутый процессу поперечной сшивки молекул под высоким давлением и температурой, обладает выдающимися свойствами: высокая электрическая прочность (около 20-25 кВ/мм), термостойкость (длительно допустимая температура жилы +90°C), стойкость к тепловым ударам и механическая прочность.
4. Экранирующий слой под оболочкой (полупроводящий экран)
Аналогичен экрану над жилой. Наносится поверх изоляции. Вместе с экраном над жилой создает коаксиальную структуру, ограничивающую электрическое поле внутри изоляции и обеспечивающую безопасность при касании.
5. Поясная изоляция
Выполняется из полупроводящих бумажных или полимерных лент. Служит для выравнивания поверхности экрана под оболочкой и дополнительной защиты.
6. Металлический экран (заземляющий)
Выполнен в виде медной ленты, наложенной по спирали с перекрытием, или в виде медных проволок, наложенных поверх поясной изоляции. Основные функции: защита от электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля, использование в качестве заземляющего проводника для токов короткого замыкания. Для одножильных кабелей сечением 240 мм² и выше часто применяется экран из проволок для компенсации магнитных полей.
7. Подушка (заполнитель)
Изготавливается из ПВХ-лент или крепированной бумаги. Заполняет пространство под броней, обеспечивая ее защиту от повреждения внутренних слоев и улучшая герметизацию.
8. Броня
Выполнена из оцинкованных стальных проволок круглого сечения (индекс «К» в маркировке). Обеспечивает высокую механическую защиту от растягивающих усилий, ударов, грызунов.
9. Наружная оболочка
Изготавливается из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Защищает броню от коррозии и агрессивных воздействий внешней среды. Имеет характерный черный цвет. На оболочку наносится маркировка с указанием завода-изготовителя, типа кабеля, сечения, напряжения и года выпуска.
Основные технические характеристики и условия эксплуатации
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um) | 12/20 кВ (24 кВ) |
| Система измерения напряжения | U0 – напряжение между жилой и землей (12 кВ), U – междуфазное напряжение (20 кВ), Um – максимальное рабочее напряжение (24 кВ) |
| Частота | 50 Гц |
| Климатическое исполнение | УХЛ, категории размещения 1-5 по ГОСТ 15150 (для эксплуатации в умеренном и холодном макроклиматических районах) |
| Диапазон рабочих температур | От -50°C до +50°C |
| Допустимая температура жилы при длительной эксплуатации | +90°C |
| Максимальная температура жилы при коротком замыкании (до 4 сек) | +250°C |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | Не менее 15 наружных диаметров кабеля |
| Срок службы | Не менее 30 лет |
| Испытательное переменное напряжение промышленной частоты | 30 кВ (2.5U0) в течение 10 минут |
Область применения и способы прокладки
Кабель ПвКП 1х 20 кВ предназначен для прокладки в земле (траншеях), кабельных каналах, туннелях, коллекторах, шахтах, а также в помещениях, включая помещения с повышенной влажностью. Благодаря броне из стальных проволок он может быть проложен в грунтах с высокой коррозионной активностью и в условиях, где возможны механические повреждения. Одножильное исполнение требует особого внимания при проектировании трасс из-за возникновения наводок в броне и металлических конструкциях. Для компенсации индуктивности и потерь в трехфазных цепях жилы кабелей располагают вплотную друг к другу в треугольнике («впритык») или применяют транспозицию (перекладку) жил с определенным шагом.
Преимущества кабеля ПвКП 1х 20 кВ перед кабелями с бумажной изоляцией
Особенности монтажа и соединения
Монтаж кабеля ПвКП требует соблюдения правил, регламентированных ПУЭ и инструкциями заводов-изготовителей. При прокладке в земле необходима песчаная подушка и защита кирпичом или сигнальной лентой. При протяжке в каналах используются ролики для минимизации трения. Для соединения жил применяются специальные кабельные муфты: соединительные, концевые, стопорные. Концевая заделка требует тщательного снятия полупроводящих слоев и обеспечения плавного распределения электрического поля с помощью изоляционных колпачков или термоусаживаемых трубок. Обязательным является заземление металлического экрана и брони с двух концов кабельной линии для безопасности и отвода токов КЗ.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается кабель ПвКП от кабеля ПвП?
Основное отличие – наличие брони. Кабель ПвП имеет те же элементы (изоляция XLPE, оболочка ПВХ), но не имеет брони из стальных проволок. Он предназначен для прокладки в кабельных сооружениях, где исключен риск механических повреждений. Кабель ПвКП, благодаря броне, может быть проложен непосредственно в земле.
Почему для одножильного кабеля 20 кВ так важен металлический экран?
Металлический экран (обычно медный) выполняет несколько критически важных функций: 1) Замыкает на себя силовые линии электрического поля, делая внешнюю поверхность кабеля безопасной. 2) Служит проводником для токов утечки и, что важнее, для токов однофазного короткого замыкания на землю. 3) В трехфазной системе, при правильном соединении экранов, снижает потери и нагрев от вихревых токов.
Как правильно выбрать сечение жилы кабеля ПвКП 1х 20 кВ?
Выбор сечения осуществляется по двум основным критериям: 1) По длительно допустимому току нагрузки с учетом способа прокладки, температуры окружающей среды и количества кабелей в траншее. Используются таблицы ПУЭ или расчетные методы. 2) По термической стойкости к токам короткого замыкания – сечение должно быть таким, чтобы при протекании тока КЗ за время его отключения защитой температура жилы не превысила +250°C. Также проверяется условие по потере напряжения в линии.
Каковы особенности прокладки трех одножильных кабелей ПвКП вместо одного трехжильного?
Использование трех одножильных кабелей на каждую фазу дает преимущества в гибкости проектирования и монтажа, упрощает изготовление муфт. Однако это приводит к увеличению стоимости трассы и требует специального взаимного расположения кабелей (треугольником или плоской с перекладкой) для уменьшения индуктивного сопротивления и неравномерности распределения токов. Броня каждого кабеля должна быть заземлена с двух сторон, что может привести к циркулирующим токам в броне, если они образуют замкнутый контур.
Как маркируются концы кабеля при монтаже?
Для идентификации фаз и обеспечения безопасности концы кабеля маркируются термоусаживаемыми трубками, колпачками или бирками стандартных цветов: фаза A – желтый, фаза B – зеленый, фаза C – красный. Нулевая жила (если применяется) – синий, заземление – желто-зеленый. На бирках также указывается номер линии, сечение, напряжение и назначение.
Каковы нормы приемо-сдаточных испытаний кабеля ПвКП 20 кВ после монтажа?
Согласно ПУЭ и ПТЭЭП, после монтажа кабельная линия 20 кВ испытывается повышенным выпрямленным (постоянным) напряжением. Для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 12/20 кВ установлено испытательное напряжение 48 кВ (4U0) постоянного тока. Длительность приложения испытательного напряжения – 15 минут. Также обязательно измеряется сопротивление изоляции мегомметром на 2500 В (норма не нормирована, но обычно составляет сотни и тысячи МОм*км) и проверяется целостность и правильность фазировки жил.
Заключение
Кабель ПвКП 1-жильный 20 кВ является современным, технологичным и надежным решением для построения распределительных сетей среднего напряжения. Его конструкция, основанная на изоляции из сшитого полиэтилена и защищенная броней из стальных проволок, обеспечивает длительную и бесперебойную работу в широком диапазоне условий эксплуатации. Правильный выбор сечения, соблюдение норм прокладки, монтажа и испытаний являются залогом надежной и безопасной эксплуатации кабельной линии на протяжении всего срока службы, превышающего 30 лет. Применение данного типа кабеля соответствует мировым тенденциям развития кабельной техники и способствует повышению устойчивости и эффективности энергосистем.