Кабель ПвКП 1х400
Кабель ПвКП 1х400: полное техническое описание и сфера применения
Кабель ПвКП 1х400 представляет собой силовой кабель с одной алюминиевой жилой сечением 400 мм², изоляцией и оболочкой из сшитого полиэтилена (СПЭ), с медным экраном и броней из круглых стальных оцинкованных проволок. Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10, 20 или 35 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность в тяжелых условиях эксплуатации.
Расшифровка маркировки ПвКП 1х400
- П – изоляция из сшитого полиэтилена (полиэтилен вулканизированный).
- в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката.
- К – броня из круглых стальных оцинкованных проволок.
- П – наружный защитный покров (при наличии буквы «П» после «К» под броней обычно понимается подушка и внешняя оболочка для защиты брони от коррозии).
- 1х400 – одна жила сечением 400 квадратных миллиметров.
- Защита от электромагнитных помех.
- Создание симметричного электрического поля вокруг кабеля.
- Обеспечение пути для тока короткого замыкания и тока утечки.
- Защита от внешних электромагнитных влияний.
- Допустимые усилия при прокладке: Определяются прочностью брони. Максимальное допустимое растягивающее усилие рассчитывается исходя из сечения стальных проволок и их количества.
- Стойкость к агрессивным средам: ПВХ-оболочка обеспечивает стойкость к маслам, бензину, кислотам и щелочам средней концентрации.
- Климатическое исполнение: УХЛ, Т категории размещения 1-5 по ГОСТ 15150 (для умеренного и холодного климата, для прокладки в земле, туннелях, каналах, на открытом воздухе).
- Срок службы: Не менее 30 лет.
- Магистральные линии в кабельных сетях 6-35 кВ: Питание крупных районных подстанций, распределительных пунктов в городах и промышленных зонах.
- Питание мощных потребителей: Непосредственное подключение крупных электродвигателей, насосных и компрессорных станций, горно-обогатительных комбинатов.
- Вводы на трансформаторные подстанции: Как воздушные, так и подземные.
- Прокладка в сложных условиях: В грунтах с высокой коррозионной активностью, с наличием блуждающих токов, в сейсмически активных зонах, на участках с риском механических повреждений (благодаря броне).
- Прокладка по мостам, эстакадам, в туннелях и коллекторах.
- Резервные и ответвительные линии в энергоемких производствах.
- Заземление в одной точке: Применяется при коротких длинах линий для исключения циркулирующих токов. На другом конце экран и броня изолируются.
- Перекрестное соединение (транспозиция) экранов: Применяется на длинных линиях. Кабельная линия разбивается на три примерно равных участка, экраны которых соединяются и заземляются по концам, а в точках соединения участков выполняется перекрестная перемычка. Это позволяет наводимые ЭДС скомпенсировать.
- Более высокая допустимая температура жилы: +90°C против +70°C (для БПИ).
- Большая стойкость к тепловым ударам и перегрузкам.
- Отсутствие необходимости в поддерживающих подпитывающих аппаратах для поддержания давления масла/массы.
- Меньший вес и наружный диаметр при одинаковом сечении и напряжении.
- Проще и быстрее монтаж муфт и оконцеваний.
- Возможность прокладки на вертикальных участках с большим перепадом высот без ограничений.
- Запрещена прокладка в одном пучке (в одной трубе, на одном лотке) с кабелями на другие напряжения, особенно с кабелями цепей управления, сигнализации. Это связано с сильным электромагнитным влиянием.
- При прокладке в земле (траншее) расстояние между параллельно проложенными одножильными кабелями должно быть не менее указанного в проекте (обычно 100-250 мм) для обеспечения нормального теплоотвода и уменьшения взаимного влияния.
- Не рекомендуется прокладка в грунтах, подверженных сильной деформации (просадки, пучение).
- При прокладке на воздухе необходима защита от прямых солнечных лучей (в лотках, коробах).
Конструкция кабеля ПвКП 1х400
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию.
1. Токопроводящая жила
Жила выполнена из алюминия (материал класса А или АЕ по ГОСТ 22483), круглой или секторной формы. Для сечения 400 мм² жила, как правило, секторная (сегментная) для уменьшения общего диаметра кабеля. Жила может быть однопроволочной (монолитной) или многопроволочной, соответствующей 2-му классу гибкости по ГОСТ.
2. Экран по жиле (полупроводящий экран)
Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его задача – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение возникновения частичных разрядов, которые разрушают изоляцию.
3. Основная изоляция
Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал, полученный путем вулканизации (сшивки молекул), обладает превосходными диэлектрическими и механическими свойствами по сравнению с обычным ПЭ. Он сохраняет стабильность при высоких температурах (длительно допустимая +90°C), обладает высокой стойкостью к тепловым ударам и трекингу.
4. Экран по изоляции (полупроводящий слой)
Аналогичный полупроводящий слой, накладываемый поверх изоляции. Вместе с экраном по жиле он формирует цилиндрический конденсатор, внутри которого заключено электрическое поле.
5. Медный экран (поясной экран)
Выполняется в виде медной ленты, наложенной спиральной обмоткой, или в виде оплетки из медных проволок. Иногда применяется комбинация обоих типов. Основные функции:
Для одножильных кабелей сечением 400 мм² сечение медного экрана нормируется и обычно составляет не менее 25 мм².
6. Разделительный слой (подброневой)
Представляет собой битумную ленту или слой из ПЭТ-ленты, наложенный поверх экрана. Предназначен для защиты внутренних элементов кабеля от коррозии и механических повреждений броней, а также для предотвращения прилипания оболочки к экрану.
7. Броня
Выполнена из круглых оцинкованных стальных проволок, наложенных поверх разделительного слоя. Броня типа «К» обеспечивает высокую механическую защиту от растягивающих усилий, ударов, сдавливания и грызунов.
8. Наружная оболочка
Изготавливается из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Оболочка защищает броню от коррозии и агрессивных воздействий внешней среды (влаги, химикатов, УФ-излучения). Имеет характерный желтый цвет для кабелей на 35 кВ или черный для других напряжений.
Основные технические характеристики
Электрические параметры (для U0/U 18/30 кВ, 35 кВ)
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U | 6/10 кВ, 8.7/15 кВ, 12/20 кВ, 18/30 кВ, 21/35 кВ | U0 – напряжение между жилой и землей/экраном |
| Максимальная рабочая температура жилы | +90°C | Длительно допустимая |
| Температура при коротком замыкании (до 5 сек) | +250°C | Для алюминиевой жилы |
| Температура монтажа (без предварительного подогрева) | Не ниже -15°C | |
| Минимальный радиус изгиба при монтаже | 15 x D (наружного диаметра кабеля) | Для одножильных бронированных кабелей |
| Сопротивление изоляции при +20°C | Не менее 1000 МОм·км | |
| Емкость | Приблизительно 0.3-0.4 мкФ/км | Зависит от конструкции и напряжения |
Механические и эксплуатационные параметры
Сферы применения кабеля ПвКП 1х400
Кабель предназначен для работы в электрических сетях среднего класса напряжения. Основные области применения:
Особенности монтажа и эксплуатации
Прокладка
Кабель ПвКП 1х400 допускается к прокладке в земле (траншеях), кабельных сооружениях (каналах, туннелях), по конструкциям и в воздухе (с учетом защиты от УФ). При прокладке в земле обязательна песчаная подушка и засыпка, а также укладка сигнальной ленты. Из-за наличия брони и большого сечения монтаж требует применения специального оборудования (лебедки, ролики).
Особенности для одножильных кабелей
При прокладке кабелей на переменное напряжение с сечением жилы от 240 мм² необходимо учитывать явление наведения напряжения на броне и экране. Для их заземления применяются специальные схемы:
Несоблюдение правил заземления экранов приводит к значительным потерям мощности и перегреву кабеля.
Соединение и оконцевание
Для соединения жил применяются муфты соединительные стопорные (МСС), для подключения к оборудованию – концевые муфты (КНТп, ПСТп) или термоусаживаемые оконцеватели. Все работы должны проводиться квалифицированным персоналом с соблюдением технологии очистки полупроводящих слоев и обеспечения равномерного градиента электрического поля.
Сравнение с аналогами
| Марка кабеля | Ключевые отличия от ПвКП | Область предпочтительного применения |
|---|---|---|
| АПвПуг 1х400 | Броня из плоских стальных оцинкованных лент (тип «Б»), герметизация жилы и оболочки водоблокирующими лентами. | Прокладка в грунтах с высокой влажностью, в местах с риском затопления кабельных колодцев. |
| ПвП 1х400 | Отсутствие брони (буква «П» вместо «КП»). Защитная оболочка из полиэтилена. | Прокладка в кабельных сооружениях (блоках, туннелях), где нет риска механических повреждений. |
| ЦСП 1х400 | Бумажная пропитанная изоляция, свинцовая оболочка, броня. Устаревшая, но надежная технология. | Реконструкция старых сетей, где требуется полная совместимость по характеристикам. |
| ПвВ 1х400 | Без брони, с ПВХ оболочкой. Буква «В» – вторая буква, обозначает вулканизированный полиэтилен. | Прокладка в помещениях, кабельных каналах, где не требуется защита от механических воздействий. |
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. Почему в кабеле ПвКП используется алюминиевая жила, а не медная?
Алюминий существенно дешевле меди и легче, что критично для кабелей большого сечения. При сечении 400 мм² медный кабель был бы в разы дороже и тяжелее, что осложнило бы монтаж и увеличило нагрузку на конструкции. Для фиксированной прокладки при правильном проектировании контактных соединений алюминий полностью отвечает требованиям по надежности.
2. Как правильно выбрать номинальное напряжение кабеля ПвКП 1х400?
Выбор зависит от напряжения сети, в которую он включается. Кабель маркируется как 6/10, 8.7/15 и т.д. Первое число (U0) – это напряжение между жилой и заземленным экраном. Для сети 10 кВ с изолированной нейтралью (где напряжение на неповрежденной фазе относительно земли может быть равно фазному) следует выбирать кабель на 8.7/15 кВ. Для сети 10 кВ с эффективно заземленной нейтралью (как в большинстве современных сетей России) достаточно 6/10 кВ. Для сетей 35 кВ – 21/35 кВ. Рекомендуется выбирать кабель с запасом по напряжению.
3. Обязательно ли заземлять броню и экран, и как это делать?
Да, это обязательно по требованиям ПУЭ. Медный экран и стальная броня должны быть надежно заземлены. Для одножильных кабелей большой длины (обычно более 500-1000 м, точный расчет ведется в проекте) применяется схема перекрестного соединения экранов, описанная выше, чтобы разорвать путь для циркулирующих токов, наводимых магнитным полем тока жилы. Броня заземляется на концах линии вместе с экраном или самостоятельно.
4. Каковы главные преимущества изоляции из сшитого полиэтилена (XLPE) перед бумажно-пропитанной (БПИ)?
5. Какие существуют ограничения по прокладке кабеля ПвКП 1х400?
Основные ограничения:
6. Как определить необходимое сечение экрана для проекта?
Сечение медного экрана нормируется стандартами (например, ГОСТ 31996-2012). Для кабеля 1х400 мм² на напряжение 35 кВ минимальное сечение экрана обычно составляет 25 мм². Однако в проектах, где ожидаются большие токи короткого замыкания, может потребоваться экран большего сечения. Точный расчет выполняется на основе ожидаемого тока КЗ и его длительности, чтобы обеспечить термическую стойкость экрана.
Заключение
Кабель ПвКП 1х400 является современным, надежным и универсальным решением для построения силовых линий среднего класса напряжения в условиях, требующих повышенной механической защиты. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена, эффективного экранирования и прочной брони, обеспечивает долгий срок службы и стабильность параметров в различных, в том числе тяжелых, условиях эксплуатации. Правильный выбор, монтаж и заземление данного кабеля в соответствии с проектной документацией и нормами ПУЭ являются залогом безопасной и бесперебойной работы энергообъекта.