Кабель ПвКП 3-х жильный 35 кВ

Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвКП 3-х жильный на напряжение 35 кВ: полный технический анализ

Кабель ПвКП 3-х жильный 35 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 35 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы подобраны для обеспечения высокой надежности, долговечности и безопасности при эксплуатации в современных электрических сетях среднего и высокого напряжения.

Расшифровка маркировки ПвКП

Маркировка кабеля выполняется согласно ГОСТ или ТУ и несет полную информацию о его конструкции:

• П – Изоляция жил из сшитого полиэтилена (Полиэтилен вулканизированный). Это ключевая особенность, определяющая высокие электрические и термические характеристики.
• в – Оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката. Защищает от механических повреждений, влаги и агрессивных сред.
• К – Наличие экрана по жиле. Каждая токопроводящая жила имеет индивидуальный экран из электропроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты, выравнивающий электрическое поле.
• П – Наличие экрана поверх скрученных жил (общий экран). Выполнен в виде медной ленты или оплетки, служит для защиты от внешних электромагнитных помех и обеспечения безопасности при касании.
• 3-х жильный – Конструкция включает три изолированные и экранированные токопроводящие жилы.
• 35 кВ – Номинальное линейное напряжение, на которое рассчитан кабель.

Конструкция кабеля ПвКП 3х35 кВ

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. От центра к периферии:

• 1. Токопроводящая жила. Изготавливается из медной или алюминиевой проволоки, может быть секторной или круглой формы. Для сечений 35 мм² и выше, как правило, используется уплотненная или многопроволочная конструкция для гибкости.
• 2. Экран по жиле (полупроводящей слой). Наносится поверх жилы методом экструзии в виде слоя электропроводящего сшитого полиэтилена или наложения полупроводящих лент. Его задача – плавно выровнять электрическое поле вокруг жилы, устранить микроскопические полости между жилой и изоляцией и предотвратить локальные концентрации напряжения (частичные разряды).
• 3. Основная изоляция. Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал, подвергнутый процессу поперечной сшивки молекул под высоким давлением, обладает превосходными диэлектрическими свойствами, высокой температурной стойкостью (длительно до +90°C) и устойчивостью к тепловым ударам.
• 4. Экран по изоляции (полупроводящей слой). Аналогичен экрану по жиле, наносится поверх основной изоляции. Вместе с экраном по жиле образует коаксиальную систему, ограничивающую электрическое поле внутри изоляции.
• 5. Поясная изоляция. Представляет собой обмотку из полупроводящих или медных лент, которая электрически соединяет экраны всех трех жил. Обеспечивает равный потенциал на экранах и является частью общего экранирующего контура.
• 6. Общий экран (заземляющий). Выполняется в виде медной ленты, наложенной спирально с перекрытием, или оплетки из медных проволок. Его основная функция – защитная: он отводит токи утечки и токи короткого замыкания, а также защищает кабель от внешних электромагнитных наводок. Этот экран подлежит обязательному заземлению с двух сторон кабельной линии.
• 7. Разделительный слой. Как правило, это поясная изоляция из полимерных лент или ПЭТ-лент, предохраняющая оболочку от возможного контакта с острыми кромками медного экрана.
• 8. Внешняя оболочка. Изготавливается из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката. Защищает все внутренние элементы кабеля от механических повреждений, влаги, агрессивных химических веществ, ультрафиолетового излучения. Имеет цветовую маркировку (обычно черный).

Основные технические характеристики и параметры

Электрические характеристики

Параметры соответствуют ГОСТ 15150 (климатическое исполнение) и отраслевым стандартам на кабели на напряжение 35 кВ.

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 20/35 (40,5) кВ. Где U₀ – напряжение между жилой и землей (20 кВ), U – междуфазное напряжение (35 кВ), U_m – максимальное рабочее напряжение (40,5 кВ).
• Испытательное переменное напряжение промышленной частоты 50 Гц (в течение 10 мин.): 65 кВ.
• Испытательное постоянное напряжение (для приемо-сдаточных испытаний): 84 кВ.
• Допустимая длительная температура нагрева жил: +90°C.
• Максимальная температура жил при коротком замыкании (длительность до 4 сек.): +250°C.
• Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева: -15°C.
• Минимальная температура эксплуатации: -50°C.
• Сопротивление изоляции: не менее 1000 МОм·км.

Таблица 1. Электрические и механические параметры для кабеля ПвКП 3х[сечение] 35 кВ (пример для меди)

Сечение жилы, мм²	Максимальный внешний диаметр, мм	Масса 1 км кабеля, кг	Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км, не более	Допустимый длительный ток нагрузки в земле (траншее)*, А	Допустимый длительный ток нагрузки в воздухе*, А
3х50	85-95	5500-6500	0.387	215	190
3х95	95-105	7500-8500	0.206	285	255
3х150	105-120	10000-11500	0.128	350	315
3х240	120-135	13500-15500	0.0802	425	385

• Значения токов приведены ориентировочно и зависят от конкретных условий прокладки: температуры грунта/воздуха, глубины заложения, количества кабелей в траншее, расстояния между ними. Точный расчет ведется по методикам ПУЭ и IEEE.

Область применения кабеля ПвКП 35 кВ

Кабель предназначен для эксплуатации в электрических сетях с изолированной или эффективно заземленной нейтралью. Основные сферы применения:

• Питающие линии от подстанций 35/6(10) кВ к главным понижающим подстанциям промышленных предприятий, горнодобывающих комплексов, нефтегазовых месторождений.
• Распределительные сети в крупных городах (городской кабельный распределительный вывод – ГКРВ).
• Прокладка кабельных вставок на воздушных линиях электропередачи (ВЛ) 35 кВ.
• Питание мощных электроприемников, таких как двигатели насосных и компрессорных станций, электрокотельные.
• Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах), в земляных траншеях (при условии защиты от механических повреждений), а также в производственных помещениях.

Преимущества кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена (XLPE) перед кабелем с бумажно-масляной изоляцией (МВД, СЦВ)

• Более высокая допустимая температура. Длительно +90°C против +70°C для бумажно-масляных, что позволяет пропускать больший ток по тому же сечению.
• Отсутствие масла. Исключаются риски утечки масла, что повышает экологичность, упрощает монтаж (нет ограничений по перепаду высот) и обслуживание.
• Меньший вес и внешний диаметр при аналогичных электрических параметрах, что облегчает транспортировку и прокладку.
• Простота монтажа и оконцевания. Технология монтажа муфт и концевых заделок для XLPE-кабелей более отработана и требует меньше времени.
• Высокая стойкость к термоциклированию. Изоляция не подвержена миграции и старению, как пропиточный состав в бумажной изоляции.
• Возможность прокладки на вертикальных участках без ограничений.

Особенности монтажа и эксплуатации

Правильный монтаж – залог долговечной работы кабельной линии.

• Прокладка. Допустимый радиус изгиба при прокладке – не менее 15-20 наружных диаметров кабеля. При прокладке в траншее необходима песчаная подушка толщиной не менее 100 мм, защита кирпичом или сигнальной лентой. Глубина заложения – не менее 0,7-1,0 м от планировочной отметки.
• Заземление. Медные экраны (общий и поясная изоляция) должны быть надежно заземлены с обоих концов кабельной линии для обеспечения циркуляции токов нулевой последовательности и безопасности персонала. В ряде схем применяют одноточечное или кросс-заземление для снижения потерь.
• Монтаж муфт. Требует высокой квалификации персонала. Необходима тщательная зачистка, шлифовка изоляции, точная сборка и герметизация. Обязательно использование динамометрического ключа для затяжки болтовых соединений.
• Испытания после монтажа. Обязательным этапом является проведение высоковольтных испытаний постоянным напряжением (например, 84 кВ в течение 15 мин.) для проверки целостности изоляции и качества монтажа муфт.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между кабелями ПвКП и АПвКП?

Первая буква в маркировке указывает на материал токопроводящей жилы: отсутствие буквы «А» означает, что жила медная. Буква «А» (АПвКП) указывает на алюминиевую жилу. Медный кабель имеет меньшее электрическое сопротивление, большую стойкость к коррозии и механическую прочность, но значительно дороже и тяжелее. Выбор зависит от экономического расчета и условий проекта.

Можно ли прокладывать кабель ПвКП 35 кВ в воде?

Конструкция кабеля в ПВХ-оболочке не предназначена для длительной прокладки непосредственно в воде (подводные переходы). Для таких целей применяют кабели со специальной гидроизоляцией (герметизированные, с алюминиевой или свинцовой оболочкой, например, ПвП, ПвПу). ПвКП может кратковременно находиться в воде, но постоянная эксплуатация в условиях постоянного давления воды недопустима.

Как правильно выбрать сечение жилы кабеля ПвКП 35 кВ?

Выбор сечения – комплексная инженерная задача, выполняемая на стадии проектирования. Учитываются:

• Длительный ток нагрузки (по ПУЭ гл. 1.3).
• Потери напряжения.
• Ток короткого замыкания и термическая стойкость.
• Способ прокладки (в земле, воздухе, трубе).
• Климатические условия (температура грунта/воздуха).
• Экономическая плотность тока.

Рекомендуется использовать специализированное программное обеспечение для расчетов.

Что такое «частичные разряды» (ЧР) и как с ними борется конструкция ПвКП?

Частичные разряды – это локальные электрические разряды внутри изоляции или на ее поверхности, не приводящие к мгновенному пробою, но постепенно разрушающие диэлектрик. Конструкция ПвКП борется с ЧР за счет:

• Использования сверхчистого сшитого полиэтилена без включений.
• Применения трехслойной коэкструдированной изоляции «полупроводник-изоляция-полупроводник», которая идеально прилегает к жиле и выравнивает поле.
• Наличия экранов, ограничивающих электрическое поле.

Контроль уровня частичных разрядов является важным параметром при заводских испытаниях кабеля.

Требуется ли для кабеля ПвКП 35 кВ дополнительная защита при прокладке в земле?

Да, обязательно. ПВХ-оболочка не является броней. При прокладке в траншее кабель должен быть защищен от механических повреждений сверху. Согласно ПУЭ, защита осуществляется путем укладки на расстоянии 200-250 мм над кабелем:

• Кирпича (рядового, керамического) поперек трассы.
• Железобетонных плит.
• Пластиковых или асбоцементных коробов с крышкой.
• Сигнальной ленты с предупредительной надписью.

При высокой коррозионной активности или наличии блуждающих токов может потребоваться прокладка в полиэтиленовых или асбоцементных трубах.

Заключение

Кабель ПвКП 3-х жильный 35 кВ является современным, надежным и технологичным решением для построения распределительных сетей среднего напряжения. Его конструкция, основанная на изоляции из сшитого полиэтилена и системе двойного экранирования, обеспечивает высокие электрические характеристики, долгий срок службы (не менее 30 лет) и удобство монтажа. Правильный выбор сечения, соблюдение норм прокладки, качественный монтаж соединительных и концевых муфт, а также регулярный мониторинг состояния изоляции являются ключевыми факторами для безаварийной эксплуатации кабельной линии на протяжении всего ее жизненного цикла.