Кабель ПвКП 150 мм
Кабель ПвКП 150 мм²: технические характеристики, конструкция и область применения
Кабель ПвКП 150 мм² представляет собой силовой кабель с медными токопроводящими жилами сечением 150 квадратных миллиметров, изоляцией и оболочкой из сшитого полиэтилена (СПЭ) и экранированный медными проволоками под общим медным поясом. Данный кабель предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10, 20 или 35 кВ частотой 50 Гц. Цифра 150 указывает на номинальное сечение основной токопроводящей жилы. Маркировка расшифровывается следующим образом: П – изоляция из силанольносшитого полиэтилена, в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката, К – контрольный кабель (в данной интерпретации – наличие экрана из медных проволок), П – плоская конструкция (или в иных трактовках – полиэтиленовая изоляция, но в современных стандартах приоритетна первая трактовка).
Конструктивные элементы кабеля ПвКП 150 мм²
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая надежность, долговечность и безопасность эксплуатации.
- Токопроводящая жила: Изготавливается из медной проволоки по ГОСТ 22483. Для сечения 150 мм² жила, как правило, многопроволочная (класс 2 по ГОСТ 22483), что обеспечивает необходимую гибкость. Жила может быть как секторной, так и круглой формы для оптимизации диаметра кабеля.
- Экран по жиле (полупроводящий экран): Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его функция – выравнивание распределения электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение возникновения частичных разрядов.
- Изоляция: Основной диэлектрический слой, выполненный из сшитого полиэтилена (XLPE). Для кабеля на напряжение 10 кВ толщина изоляции жилы 150 мм² стандартизирована и составляет, как правило, 4,0 мм. Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) придает материалу повышенные термические и механические свойства по сравнению с термопластичным ПЭ. Рабочая температура жилы достигает +90°C, а в режиме перегрузки +130°C.
- Экран по изоляции (полупроводящий экран): Поверх изоляции накладывается второй слой полупроводящего материала. Он, совместно с экраном по жиле, создает идеально гладкий конденсаторный цилиндр, ограничивающий электрическое поле строго внутри изоляции.
- Поясной экран: Поверх экрана по изоляции накладывается экран в виде медной ленты или оплетки из медных проволок. Его назначение – защита от электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля, а также использование в качестве проводника для токов утечки и короткого замыкания. В кабеле ПвКП часто используется комбинация: медные проволоки, наложенные поверх медной ленты.
- Оболочка: Наружный защитный слой из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Оболочка обеспечивает защиту от механических повреждений, агрессивных сред (масла, бензин, щелочи, влага), а также выполняет функцию барьера от распространения пламени. Цвет оболочки, как правило, черный.
- Точные значения зависят от конкретных условий прокладки: температуры грунта/воздуха, глубины прокладки, количества кабелей в траншее, расстояния между ними и т.д. Расчет ведется по ПУЭ 7 изд.
- Питание мощных промышленных потребителей (заводы, фабрики, горнодобывающие предприятия).
- Устройство вводов и межсекционных связей в распределительных устройствах (РУ) подстанций 6-35 кВ.
- Прокладка кабельных линий в городских электрических сетях.
- Питание крупных объектов инфраструктуры (аэропорты, вокзалы, спортивные комплексы).
- Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах), в земле (траншеях) и по воздуху (с учетом защиты от УФ-излучения).
- АПвП 150 мм²: Буква «А» обозначает алюминиевую жилу. Более дешевый вариант, но с большим диаметром жилы при равном сечении из-за меньшей проводимости алюминия. Требует большего внимания к контактным соединениям.
- АПвПу 150 мм²: Алюминиевая жила, изоляция из СПЭ, оболочка из полиэтилена (у). Полиэтиленовая оболочка обладает лучшими влагозащитными свойствами, но менее стойка к механическим воздействиям и распространению пламени по сравнению с ПВХ.
- ПвП 150 мм²: Медная жила, изоляция из СПЭ, оболочка из полиэтилена. Отличие от ПвКП – в конструкции экрана (часто только медные ленты) и материале оболочки. Кабель ПвП часто используется для прокладки в воде или агрессивных средах, где важна абсолютная влагонепроницаемость.
Основные технические характеристики и параметры
Технические параметры кабеля ПвКП 150 мм² регламентируются серией стандартов ГОСТ и ТУ. Ниже приведены ключевые характеристики для кабеля на номинальное напряжение 10 кВ.
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное сечение жилы | 150 мм² |
| Количество и форма жил | 3 жилы, секторные или круглые |
| Номинальное напряжение, U0/U (Um) | 6/10 (12) кВ, 8.7/15 (17.5) кВ, 20/35 (40.5) кВ |
| Частота | 50 Гц |
| Материал жилы | Медь, многопроволочная |
| Материал изоляции | Сшитый полиэтилен (XLPE) |
| Толщина изоляции (для 10 кВ) | 4,0 мм (в соответствии с ГОСТ) |
| Материал оболочки | Поливинилхлоридный пластикат (ПВХ) |
| Температура эксплуатации | От -50°C до +50°C |
| Максимальная рабочая температура жилы | +90°C |
| Максимальная температура при КЗ (до 5 с) | +250°C |
| Минимальный радиус изгиба при монтаже | Не менее 15 наружных диаметров кабеля |
| Строительная длина | Не менее 250 м (может варьироваться по согласованию) |
| Сопротивление изоляции при +20°C | Не менее 100 МОм·км |
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более | 0.124 Ом/км |
| Индуктивное сопротивление | ~0.1 Ом/км (зависит от взаимного расположения жил) |
| Емкостной ток | ~3-4 А/км |
| Допустимый длительный ток нагрузки в земле (траншее)* | ~320 А |
| Допустимый длительный ток нагрузки в воздухе* | ~290 А |
| Ток односекундного короткого замыкания | ~21 кА |
Область применения и особенности монтажа
Кабель ПвКП 150 мм² применяется для создания магистральных линий электропередачи и распределительных сетей среднего класса напряжения. Основные сферы применения:
Особенности монтажа: Перед монтажом необходимо проверить целостность оболочки и изоляции. Радиус изгиба должен строго соблюдаться. При прокладке в земле необходима песчаная подушка и защита кирпичом или сигнальной лентой. При протяжке в кабельных сооружениях используются ролики и лебедки с ограничителем тяжения. Обязательным этапом после прокладки, но до подключения, являются приемо-сдаточные испытания повышенным постоянным или переменным напряжением (например, для кабеля 10 кВ – 40 кВ постоянным напряжением в течение 15 минут).
Сравнение с аналогами (АПвП, АПвПу, ПвП)
Кабель ПвКП имеет ряд аналогов, отличающихся материалом жилы, конструкцией экрана и оболочки.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем ключевое преимущество кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена (ПвКП) перед кабелем с бумажно-масляной изоляцией (СБ)?
Кабель ПвКП не имеет в своей конструкции жидкого диэлектрика (масла), что исключает риск утечек и упрощает монтаж (допускаются большие перепады по высоте трассы). Он имеет более высокие допустимые рабочие температуры (+90°C против +70°C для СБ), меньший вес и диаметр, более высокую стойкость к термическим перегрузкам и коротким замыканиям. Требует менее сложного обслуживания.
Как правильно выбрать номинальное напряжение кабеля ПвКП 150?
Выбор осуществляется по величине линейного напряжения сети. Для сети 10 кВ применяется кабель с маркировкой 8.7/15 кВ, где 8.7 кВ – это фазное напряжение (U0), а 15 кВ – междуфазное (U). Запас по напряжению (Um = 17.5 кВ) учитывает возможные перенапряжения в сети. Использование кабеля с заниженным номинальным напряжением недопустимо.
Каковы требования к заземлению экранов кабеля ПвКП 150 мм²?
Экраны (поясные) всех трех жил должны быть заземлены с двух концов кабельной линии. Это необходимо для обеспечения безопасности персонала, отвода токов утечки и обеспечения симметрии электрического поля. В случае большой длины линии (обычно свыше 1-2 км для 10 кВ) могут возникать значительные наведенные напряжения на экранах. В таких случаях применяют специальные схемы заземления (поперечное соединение экранов и заземление в одной точке) или устанавливают защитные устройства (ограничители перенапряжений для экранов).
Как определить необходимое сечение кабеля 150 мм²? Достаточно ли его для мощности 5 МВт?
Сечение выбирается по допустимому току нагрузки с учетом условий прокладки и экономической плотности тока. Для ориентировочной оценки мощности при напряжении 10 кВ: P = √3 U I cosφ. При I = 320 А (в земле) и cosφ = 0.95, P ≈ √3 10000 320 0.95 ≈ 5.3 МВт. Таким образом, кабеля 150 мм² на 10 кВ теоретически достаточно для передачи ~5 МВт. Однако окончательный расчет должен учитывать потерю напряжения, режим КЗ, условия охлаждения и должен быть выполнен по методикам ПУЭ.
Допускается ли прокладка кабеля ПвКП в помещении?
Да, допускается. ПВХ-оболочка по ГОСТ 5960-72 не распространяет горение при одиночной прокладке. Однако при групповой прокладке в помещениях, кабельных сооружениях необходимо использовать кабели с индексом «нг(А)-LS» (не распространяющие горение, с пониженным дымо- и газовыделением), например, ПвКПнг(А)-LS. Стандартный ПвКП для групповой прокладки внутри зданий может не подходить по требованиям пожарной безопасности.
Каков срок службы кабеля ПвКП 150 мм²?
Номинальный срок службы кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена, при соблюдении условий эксплуатации, транспортировки, монтажа и хранения, составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может быть значительно больше и определяется внешними факторами: механическими повреждениями, циклическими перегрузками, воздействием агрессивной среды.
Заключение
Кабель ПвКП 150 мм² является современным, надежным и технологичным решением для построения сетей среднего напряжения 6-35 кВ. Его конструкция, основанная на сшитом полиэтилене, обеспечивает высокие электрические и механические характеристики, длительный срок службы и простоту монтажа по сравнению с традиционными кабелями с бумажной изоляцией. Правильный выбор, монтаж и эксплуатация данного кабеля, с учетом всех требований нормативной документации (ПУЭ, ГОСТ, СНиП), являются залогом создания безопасной и устойчивой системы электроснабжения ответственных объектов.