Кабель ПвКП 3х150
Кабель ПвКП 3х150: технические характеристики, конструкция и область применения
Кабель ПвКП 3х150 представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, с медными жилами сечением 150 мм² в трехжильном исполнении с поясной экранировкой и защитным покровом. Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10 или 20 кВ частотой 50 Гц. Его применение характерно для магистральных линий, ответвлений от воздушных линий (ВЛ), питания мощных промышленных потребителей, а также для прокладки в кабельных сооружениях и туннелях.
Расшифровка маркировки ПвКП 3х150
- П – Изоляция из сшитого полиэтилена (полиэтилен вулканизированный).
- в – Оболочка из поливинилхлоридного пластиката (вторичная).
- К – Наличие экрана поверх каждой жилы (концентрический экран).
- П – Наличие защитного покрова (броня) из двух стальных оцинкованных лент.
- 3х150 – Три токопроводящие жилы, сечением 150 квадратных миллиметров каждая.
- Повышенную термостойкость (длительно допустимая температура жилы +90°C, максимальная при КЗ +250°C).
- Высокие диэлектрические характеристики.
- Стойкость к трекингу и влаге.
- Механическую прочность и устойчивость к деформациям.
- Выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение локальных перенапряжений.
- Защита от внешних электромагнитных помех.
- Обеспечение симметрии емкостных характеристик фаз.
- В аварийных режимах – путь для тока короткого замыкания.
- Распределительные сети 6-20 кВ: Питание районных и городских подстанций, распределительных пунктов (РП), трансформаторных подстанций (ТП).
- Промышленные предприятия: Питание мощных электродвигателей, печей, главных распределительных щитов (ГРЩ).
- Инфраструктурные объекты: Прокладка в кабельных коллекторах, туннелях, по эстакадам и в галереях на территории электростанций, нефтехимических комбинатов, аэропортов.
- Подземная прокладка: Укладка в траншеях в грунтах с низкой и средней коррозионной активностью (броня защищает от механических повреждений).
- Объекты с повышенными требованиями к пожарной безопасности: Возможно исполнение кабеля с пониженной горючестью изоляции и оболочки (индекс «нг»), нераспространением горения (при групповой прокладке).
- Высокая допустимая температура: +90°C против +70°C для кабелей с бумажной изоляцией, пропитанной вязким составом, что позволяет пропускать больший ток по тому же сечению.
- Отсутствие риска стекания пропитки: Не требует специальных ограничений по разности уровней при прокладке, в отличие от маслонаполненных или пропитанных бумажных кабелей.
- Простота монтажа и соединения: Более легкий и гибкий, монтаж муфт и концевых заделок проще и требует меньше времени.
- Высокая стойкость к влаге и агрессивным средам: Изоляция XLPE негигроскопична.
- Большая строительная длина: Меньше соединений на трассе.
- Экологическая безопасность: Отсутствие масла.
- Чувствительность к частичным разрядам: Требует высококачественного изготовления и монтажа экранов для предотвращения локальных пробоев.
- Более высокая стоимость по сравнению с кабелями на основе ПВХ изоляции на низкое напряжение.
- Наличие брони и экранов увеличивает вес и диаметр, усложняет разделку концов.
- Транспортировка и хранение: Барабаны должны перевозиться и храниться в вертикальном положении. Запрещены сбрасывания и удары.
- Прокладка: При температуре ниже -15°C кабель требует предварительного прогрева. Радиус изгиба должен строго соблюдаться во избежание повреждения изоляции и экранов.
- Заземление: Экраны (пофазные и общий) и броня подлежат обязательному заземлению с двух концов кабельной линии для безопасности и нормальной работы релейной защиты. Это критически важное требование.
- Монтаж муфт: Требуется высокая квалификация персонала. Необходима тщательная зачистка, шлифовка изоляции, правильный монтаж экранов и изоляции. Применяются термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты, специально предназначенные для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена.
- Испытания: После монтажа кабельная линия подвергается высоковольтным испытаниям выпрямленным напряжением (по нормам ПТЭЭП) для проверки состояния изоляции.
- Безопасность персонала (снятие напряжения с экрана).
- Нормальную работу устройств релейной защиты (корректное прохождение токов КЗ).
- Отвод емкостных токов.
- Симметрию электрического поля.
- Термоусаживаемые муфты: Монтируются с помощью нагрева газовой горелкой или термофеном. Усаживаются под воздействием температуры, обеспечивая герметичное и прочное соединение.
- Холодноусаживаемые муфты: Монтируются без нагрева. Усадка происходит за счет предварительно растянутой эластомерной изоляции, которая стягивается при снятии фиксирующей спирали. Более безопасны с точки зрения пожарной опасности при монтаже.
- Тип кабеля и сечение: ПвКП 3х150.
- Номинальное напряжение: 10 кВ.
- Нормативный документ, по которому изготовлен кабель.
- Дата изготовления (месяц и год): май 2024 года.
Конструкция кабеля ПвКП 3х150
Конструкция кабеля является многослойной и обеспечивает высокую надежность, механическую прочность и безопасность в эксплуатации.
1. Токопроводящая жила
Жила медная, соответствует 1 или 2 классу по ГОСТ 22483. Для сечения 150 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы (реже – круглой многопроволочной), что позволяет оптимизировать диаметр кабеля и снизить расход материалов. Медь обеспечивает высокую электропроводность, стойкость к окислению и механическую прочность.
2. Фазная изоляция
Изоляция каждой жилы выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал получают путем вулканизации обычного полиэтилена, в результате чего он приобретает пространственную сетчатую структуру. Это обеспечивает:
Толщина изоляции нормируется в зависимости от номинального напряжения (например, для 10 кВ – не менее 3,4 мм).
3. Экран поверх изолированной жилы
Каждая изолированная жила экранирована. Экран выполняется в виде полупроводящего слоя (полупроводящая экранирующая лента или экструдированный полупроводящий слой) и медной ленты или оплетки из медных проволок. Назначение экрана:
4. Поясная изоляция и заполнение
Экранированные жилы скручиваются вместе. Пространство между ними заполняется промежуточным заполнителем из эластичного материала (например, ПВХ пониженной горючести или резиновых смесей) для придания кабелю круглой формы и механической стабильности. Поверх скрученных жил может накладываться поясная изоляция (полупроводящая лента) и общий экран (медная лента или оплетка), особенно в кабелях на напряжение 6 кВ и выше.
5. Разделительный слой
Поверх экранов накладывается слой из пластикатной ленты или крепированной бумаги для защиты от повреждения при наложении брони.
6. Броня
Выполнена из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с перекрытием. Ленты защищают кабель от механических повреждений (растяжения, сдавливания, ударов), грызунов и других внешних воздействий при прокладке в земле (траншеях) или в условиях риска механических нагрузок.
7. Защитный шланг (внешняя оболочка)
Наружная оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ) накладывается поверх брони. Она защищает броню от коррозии, выполняет функцию изоляции и предохраняет от воздействия влаги, агрессивных сред (при умеренной агрессии). Оболочка, как правило, имеет отличительную расцветку (чаще черную) и маркировку с указанием типа кабеля, сечения, напряжения, производителя и года выпуска.
Основные технические характеристики
Таблица 1. Ключевые параметры кабеля ПвКП 3х150 (на примере напряжения 10 кВ)
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U, кВ | 6/10; 8,7/15; 12/20 |
| Количество и сечение жил, мм² | 3 х 150 |
| Материал жилы | Медь (Cu) |
| Материал изоляции | Сшитый полиэтилен (XLPE) |
| Максимальная рабочая температура жилы, °C | +90 |
| Максимальная температура при КЗ (до 5 сек), °C | +250 |
| Минимальная температура прокладки (без предварительного подогрева), °C | -15 |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | Не менее 15 наружных диаметров кабеля |
| Допустимый длительный ток нагрузки (Iдл)* | ~320 – 350 А (зависит от условий прокладки) |
| Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км, не более | 0.124 (для 1 класса) |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, кВ/10 мин. | 25 (для кабеля на 10 кВ) |
| Строительная длина, м | Не менее 250 (может быть оговорена с заводом-изготовителем) |
*Точное значение тока нагрузки определяется по ПУЭ гл. 1.3 с учетом способа прокладки, температуры грунта/воздуха, количества работающих кабелей в траншее и т.д.
Таблица 2. Примерные массо-габаритные показатели
| Параметр | Примерное значение для ПвКП 3х150 10 кВ |
|---|---|
| Наружный диаметр, мм | 55 – 65 |
| Масса 1 км кабеля, кг | 6000 – 7500 |
Область применения и способы прокладки
Кабель ПвКП 3х150 применяется для создания надежных силовых соединений в сетях среднего напряжения. Основные сферы использования:
Важно: Кабель не предназначен для прокладки в блоках, трубах, заполненных кабельной массой, а также в условиях, где возможны значительные растягивающие усилия (например, для подвески на опорах ВЛ – для этого существуют специальные марки, например, ПвП).
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами (например, с кабелем с бумажно-масляной изоляцией)
Преимущества кабеля ПвКП:
Недостатки/особенности:
Особенности монтажа и эксплуатации
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. В чем принципиальная разница между ПвКП и АПвКП?
Буква «А» в начале маркировки (АПвКП) обозначает, что токопроводящая жила выполнена из алюминия. Таким образом, ПвКП – с медной жилой, АПвКП – с алюминиевой. Медный кабель имеет меньшее электрическое сопротивление, большую стойкость к коррозии и механическую прочность, но значительно дороже. Выбор зависит от проектных расчетов, условий эксплуатации и бюджета.
2. Можно ли прокладывать кабель ПвКП 3х150 в земле (траншее) без дополнительной защиты?
Да, именно для этого в конструкции кабеля предусмотрена броня из стальных лент (индекс «П» в маркировке) и внешняя ПВХ оболочка, стойкая к влаге и умеренно агрессивным грунтам. Однако при прокладке в траншее необходимо выполнять требования ПУЭ: обеспечить подсыпку и засыпку песком, укладку сигнальной ленты, защиту от механических повреждений в местах пересечений с коммуникациями и т.д.
3. Какой максимальный ток нагрузки для этого кабеля?
Допустимый длительный ток нагрузки (Iдл) не является фиксированной величиной. Для кабеля ПвКП 3х150 10 кВ, проложенного в земле (в траншее, температура грунта +15°С, глубина прокладки 0.7 м, удельное тепловое сопротивление грунта 1.2 К·м/Вт, один кабель в траншее), Iдл составляет приблизительно 320-350 А. При прокладке в воздухе (на воздухе) значение может быть выше (~360-390 А). Точный расчет должен проводиться проектировщиком согласно главе 1.3 ПУЭ с учетом всех поправочных коэффициентов (на температуру, количество кабелей в траншее, тепловое сопротивление грунта и пр.).
4. Что означает «сшитый полиэтилен» и почему он лучше обычного?
Сшитый полиэтилен (XLPE) – это полимер, молекулы которого «сшиты» между собой химическими или радиационными связями, образуя трехмерную сетку. Это резко повышает его термостойкость: если обычный полиэтилен (ПЭ) начинает размягчаться при ~70-80°C, то XLPE сохраняет форму и диэлектрические свойства до +90°C в длительном режиме и до +250°C при коротком замыкании. Также он обладает лучшей стойкостью к механическим нагрузкам, растрескиванию и воздействию окружающей среды.
5. Нужно ли заземлять экраны кабеля ПвКП с двух сторон?
Да, в абсолютном большинстве случаев экраны (медные ленты/оплетки) должны быть надежно заземлены с обоих концов кабельной линии. Это обеспечивает:
Заземление только с одной стороны применяется крайне редко, в специфических сетях с малыми токами замыкания на землю, и требует специального обоснования в проекте.
6. Какие муфты используются для монтажа кабеля ПвКП 3х150?
Для соединения и оконцевания применяются специальные муфты для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на соответствующее напряжение (10 кВ, 20 кВ). Наибольшее распространение получили:
Выбор зависит от условий монтажа, предпочтений монтажной организации и наличия квалификации.
7. Как расшифровать маркировку на оболочке кабеля?
Например: «ПвКП 3х150-10 кВ ГОСТ 31565-2012 (или ТУ 16.К71-335-2004) 2024-05». Это означает:
Также на оболочке с интервалом обычно нанесено название или логотип завода-изготовителя.
Заключение
Кабель ПвКП 3х150 является современным, надежным и высокотехнологичным решением для строительства и модернизации сетей среднего класса напряжения 6-20 кВ. Его конструкция, основанная на изоляции из сшитого полиэтилена и комплексной системе экранирования и бронирования, обеспечивает длительный срок службы (не менее 30 лет), высокую пропускную способность и устойчивость к различным внешним воздействиям. Правильный выбор, монтаж и эксплуатация данного кабеля в строгом соответствии с ПУЭ, техническими условиями и инструкциями производителей муфт являются залогом безопасной и бесперебойной работы энергетического объекта.