Кабель ПвКП 1-х жильный 35 кВ: технические характеристики, конструкция и область применения
Кабель ПвКП 1х жильный на напряжение 35 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтина, с медной жилой, экранированный, в поливинилхлоридном шланге. Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение до 35 кВ частотой 50 Гц. Его применение охватывает магистральные линии, питающие узлы промышленных предприятий, городские распределительные сети, а также объекты инфраструктуры, где предъявляются высокие требования к надежности и долговечности.
Расшифровка маркировки ПвКП
Маркировка кабеля ПвКП 1х жильный 35 кВ построена в соответствии с ГОСТ и несет следующую информацию:
- П — изоляция из полиэтина.
- в — обозначение, что полиэтиновая изоляция является вулканизированной (сшитой).
- К — кабель имеет конструкцию с экраном из медных проволок (часто интерпретируется как контрольный, но в силовых кабелях на высокое напряжение — как экран из проволок).
- П — наружная оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
- 1х жильный — кабель одножильный.
- 35 кВ — номинальное напряжение 35 киловольт.
- Прокладка в земле: Требуется устройство песчаной подушки и засыпка, защита от механических повреждений (кирпич, сигнальная лента, защитные плиты). Глубина прокладки — не менее 0,7-1,0 м.
- Компенсация индуктивности: При прокладке однофазных кабелей в одну линию необходимо учитывать наводимые токи в экранах. Для их снижения и обеспечения допустимого нагрева применяют схему попеременной перекладки (транспозиции) экранов или их заземление в одной точке с изоляцией концов.
- Заземление экранов: Экран (поясная изоляция) подлежит обязательному заземлению с двух концов кабельной линии для обеспечения безопасности персонала и нормальной работы релейной защиты. В ряде случаев, для снижения потерь, применяют заземление в одной точке с использованием оконечных или проходных муфт, оснащенных ограничителями перенапряжения (ОПН) для экрана.
- Монтаж муфт: Для соединения и ответвления применяются специальные соединительные и ответвительные муфты на 35 кВ, для заделки концов — концевые муфты (внутренней или наружной установки). Качество монтажа муфт является критическим фактором надежности всей ВЛ.
- Определение длительно допустимого тока нагрузки с учетом поправочных коэффициентов на способ прокладки, температуру грунта/воздуха, количество работающих параллельных кабелей.
- Проверку по условию нагрева в режиме короткого замыкания.
- Проверку по потере напряжения.
- Экономическую плотность тока (для проектов с длительным сроком эксплуатации).
- Заземление с двух концов: Наиболее распространенная схема. Обеспечивает нулевой потенциал экрана, но приводит к циркуляции по нему вызывных токов, вызванных электромагнитной индукцией от тока жилы. Это вызывает дополнительные потери и нагрев, что необходимо учитывать при выборе сечения экрана и тока жилы.
- Заземление в одной точке (с изоляцией второго конца): Исключает циркуляцию токов, но приводит к появлению на незаземленном конце напряжения, достигающего единиц киловольт. Для защиты изоляции экрана на незаземленном конце устанавливают ограничители перенапряжения (ОПН). Эта схема применяется для длинных линий.
Таким образом, полная расшифровка указывает на одножильный кабель с изоляцией из сшитого полиэтина, с экраном из медных проволок, в оболочке из ПВХ, на напряжение 35 кВ.
Конструкция кабеля ПвКП 1х жильный 35 кВ
Конструкция кабеля является многослойной, где каждый элемент выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее от центра к периферии.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из медной проволоки высокой чистоты (не ниже М1 по ГОСТ 859-2001). Для сечений 50 мм² и более жила, как правило, секторной или сегментной формы для оптимального заполнения пространства и снижения общего диаметра, но может быть и круглой. Жила может быть как однопроволочной (монолитной) для небольших сечений, так и многопроволочной для обеспечения гибкости. Класс гибкости обычно 1 или 2.
2. Экран на жиле (полупроводящий экран)
Поверх жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтина. Его основная функция — выравнивание электрического поля и предотвращение возникновения локальных перенапряжений (микроразрядов) на границе между металлом жилы и диэлектриком изоляции.
3. Основная изоляция
Выполняется из сшитого полиэтина (XLPE). Этот материал получают путем вулканизации (сшивки) молекул полиэтина, что резко повышает его термостойкость (до +90°C в длительном режиме и до +250°C при коротком замыкании) и стойкость к механическим нагрузкам по сравнению с термопластичным полиэтином. Толщина изоляции строго нормирована стандартами (например, ГОСТ 15150).
4. Экран на изоляции (полупроводящий экран)
Поверх основной изоляции накладывается второй слой экструдированного полупроводящего материала. Он, совместно с экраном на жиле, создает идеально гладкую цилиндрическую поверхность, ограничивающую электрическое поле внутри изоляции.
5. Поясная изоляция
В одножильных кабелях высокого напряжения критически важно компенсировать индуктивное сопротивление, создаваемое магнитным полем вокруг жилы. Для этого применяют экран в виде медных проволок (обозначение «К» в маркировке), наложенных поверх полупроводящего экрана. Часто поверх проволок накладывается медная лента (поясная изоляция), которая обеспечивает равномерность экранирования и механическую защиту проволок.
6. Наружная оболочка
Защитный шланг из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката. Оболочка обеспечивает защиту от механических повреждений, агрессивных сред (химических, атмосферных), а также выполняет функцию барьера от влаги. Цвет оболочки, как правило, черный.
Основные технические характеристики
Электрические параметры
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um) | 20,5 / 35 кВ (40,5 кВ) |
| Максимальная рабочая температура жилы | +90°C |
| Допустимая температура при коротком замыкании | +250°C (продолжительность не более 5 сек) |
| Минимальная температура монтажа без предварительного прогрева | -20°C |
| Допустимый радиус изгиба при монтаже | Не менее 15 наружных диаметров кабеля |
| Сопротивление изоляции | Не менее 100 МОм·км при +20°C |
Сечения жил и массо-габаритные показатели (примерные)
| Сечение жилы, мм² | Наружный диаметр, мм | Масса 1 км кабеля, кг | Допустимый длительный ток (Iдл)*, А |
|---|---|---|---|
| 50 | 45-50 | 2500-3000 | 215-230 |
| 95 | 50-55 | 3500-4000 | 320-340 |
| 150 | 55-60 | 4500-5000 | 410-435 |
| 240 | 65-70 | 6000-7000 | 550-580 |
| 400 | 75-85 | 8500-10000 | 730-770 |
*Точные значения токов нагрузки зависят от условий прокладки (грунт, воздух, температура окружающей среды, количество кабелей в траншее и их взаимного расположения) и должны определяться по актуальным расчетным таблицам ПУЭ или каталогам производителя.
Область применения и особенности монтажа
Кабель ПвКП 1х жильный 35 кВ применяется для прокладки в земле (траншеях), кабельных каналах, туннелях, коллекторах, по эстакадам, а также в помещениях. Благодаря ПВХ оболочке он может использоваться в условиях повышенной влажности, в грунтах с низкой и средней коррозионной активностью.
Ключевые особенности монтажа и эксплуатации:
Сравнение с аналогами (АПвПу, АПвП, ПвП)
Выбор конкретной марки кабеля зависит от условий прокладки и требований к механической защите.
| Марка кабеля | Материал жилы | Особенности конструкции | Основная область применения |
|---|---|---|---|
| ПвКП | Медь | Экран из медных проволок, ПВХ оболочка. Умеренная стойкость к механическим воздействиям. | Прокладка в земле (траншеях), каналах, туннелях, помещениях. |
| АПвПу | Алюминий | Экран из медных проволок, усиленная защитная оболочка из полиэтилена. Высокая стойкость к влаге и агрессивным средам. | Прокладка в земле, в том числе в грунтах с высокой коррозионной активностью, в воде. |
| АПвП | Алюминий | Экран из медных проволок, оболочка из полиэтилена. Более легкий и экономичный по сравнению с медью. | Аналогична ПвКП, но с применением алюминиевой жилы. |
| ПвП | Медь | Экран из медных проволок, оболочка из полиэтилена. Отсутствие «К» — экран может быть выполнен в виде гофрированной алюминиевой или медной ленты. | Универсальное применение. Полиэтиленовая оболочка обладает лучшими диэлектрическими и барьерными свойствами по сравнению с ПВХ. |
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается кабель ПвКП от кабеля ПвП?
Основное отличие — в конструкции экрана и, часто, в материале оболочки. Буква «К» в маркировке ПвКП традиционно указывает на наличие экрана в виде спирально наложенных медных проволок. В марке ПвП экран, как правило, выполнен в виде продольно наложенной гофрированной металлической (медной или алюминиевой) ленты. Также ПвП часто имеет оболочку из полиэтилена, а ПвКП — из ПВХ. Выбор зависит от требований к механической прочности экрана и условий прокладки.
Почему для напряжения 35 кВ часто используют именно одножильные кабели, а не трехжильные?
Трехжильные кабели на 35 кВ существуют, но имеют значительные массо-габаритные показатели, что осложняет их транспортировку и монтаж, особенно для больших сечений. Использование трех одножильных кабелей обеспечивает большую гибкость при проектировании трассы, позволяет эффективно бороться с потерями в экранах путем их перекладки, упрощает ремонт в случае повреждения одной фазы. Однако это увеличивает стоимость системы в целом из-за необходимости монтажа трех муфт вместо одной на соединении.
Как правильно выбрать сечение жилы кабеля ПвКП 35 кВ?
Выбор сечения является результатом комплексного расчета, включающего:
Исходными данными являются мощность объекта, схема электроснабжения и условия окружающей среды. Расчет должен выполняться в соответствии с главами 1.3 и 3.4 ПУЭ 7-го издания.
Каковы требования к заземлению экранов одножильных кабелей на 35 кВ?
Экраны (металлические оболочки) одножильных кабелей подлежат заземлению для безопасности. Существует две основные схемы:
Выбор схемы является важнейшей задачей проектирования кабельной линии.
Можно ли прокладывать кабель ПвКП в воздухе (по фасадам, эстакадам)?
Да, можно. ПВХ оболочка обеспечивает защиту от ультрафиолетового излучения и атмосферных осадков. Однако необходимо учитывать механические нагрузки (ветровые, ледовые), а также возможность механических повреждений. При прокладке на открытом воздухе рекомендуется использовать кабели с несущим тросом (самонесущие системы) или применять специальные кабельные конструкции (лотки, кронштейны). Также важно обеспечить допустимый радиус изгиба и надежное крепление.
Заключение
Кабель ПвКП 1х жильный 35 кВ является современным, надежным решением для строительства и модернизации распределительных сетей среднего класса напряжения. Его конструкция, основанная на изоляции из сшитого полиэтина, обеспечивает высокие электрические и эксплуатационные характеристики: долгий срок службы (не менее 30 лет), высокую допустимую температуру нагрева, стойкость к термическим перегрузкам и коротким замыканиям. Правильный выбор сечения, соблюдение норм прокладки, монтажа муфт и заземления экранов являются обязательными условиями для создания безопасной и долговечной кабельной линии. При проектировании необходимо проводить детальный сравнительный анализ с аналогами (АПвПу, ПвП) с учетом всех технико-экономических факторов конкретного объекта.