Кабель ПвКПу 1-х жильный 35 кВ: технические характеристики, конструкция и область применения
Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена марки ПвКПу 1х жильный на напряжение 35 кВ представляет собой современное высоковольтное кабельное изделие, предназначенное для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Его применение обусловлено высокими диэлектрическими и механическими свойствами, а также повышенной надежностью по сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией. Данный тип кабеля широко используется для прокладки в земле (в траншеях), кабельных каналах, туннелях, шахтах, коллекторах, а также в условиях возможного периодического или длительного подтопления.
Расшифровка маркировки ПвКПу
Маркировка кабеля производится согласно ГОСТ и ТУ и несет полную информацию о его конструкции:
- П – изоляция из полиэтилена.
- в – вулканизированного (сшитого). Указывает на то, что изоляция прошла процесс химической или радиационной сшивки, что резко повышает ее термостойкость и стойкость к трекингу.
- К – наличие контрольного провода или проводов в конструкции. Используется для мониторинга состояния кабельной линии.
- П – наружная полимерная оболочка.
- 1х – одножильное исполнение.
- 35 кВ – номинальное напряжение 35 киловольт.
- 1. Токопроводящая жила. Изготавливается из медных или алюминиевых проволок круглой или секторной формы. Для сечения 35 кВ, как правило, используется круглая форма. Жила может быть однопроволочной (монолитной) для небольших сечений или многопроволочной для обеспечения гибкости. Материал и сечение (например, 50, 70, 95, 120, 150, 240, 300 мм² и более) выбираются исходя из тока нагрузки и условий прокладки.
- 2. Экран на жиле (внутренний полупроводящий). Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его основная функция – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений между жилой и изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов.
- 3. Изоляция. Основной диэлектрический слой из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина изоляции нормирована стандартами (например, ГОСТ 15150) и для напряжения 35 кВ составляет несколько миллиметров. Этот материал сохраняет эластичность и диэлектрические свойства в широком температурном диапазоне (от -50°C до +90°C при длительной эксплуатации).
- 4. Экран на изоляции (внешний полупроводящий). Аналогичный внутреннему, слой полупроводящего материала, нанесенный поверх изоляции. Вместе с внутренним экраном создает коаксиальную конструкцию, равномерно распределяющую электрическое поле вокруг жилы и локализующую его внутри кабеля.
- 5. Медная экранная проволока. Поверх внешнего полупроводящего экрана накладывается поясок из тонких медных проволок или навивается медная лента. Этот слой служит для пропускания токов утечки и токов короткого замыкания, а также для защиты от внешних электромагнитных помех.
- 6. Контрольные провода (при их наличии). Размещаются поверх экранных проволок. Обычно это три изолированных медных провода малого сечения в отдельной полимерной оболочке. Предназначены для подключения систем мониторинга (например, системы контроля температуры или частичных разрядов).
- 7. Разделительный слой. Поясная изоляция из полимерных пленок или крепированной бумаги, которая предотвращает повреждение внутренних слоев броней.
- 8. Броня. Выполнена из оцинкованных стальных проволок круглого профиля, спирально наложенных на кабель. Назначение брони – защита от механических повреждений (растягивающих усилий, ударов, грызунов) при прокладке в земле.
- 9. Наружная оболочка. Защитный полимерный слой (обычно из полиэтилена или поливинилхлорида), нанесенный поверх брони. Защищает броню от коррозии и агрессивных сред. Имеет характерный цвет (чаще черный) и содержит маркировку с данными о кабеле.
- Питание мощных промышленных потребителей (заводы, фабрики, горнодобывающие предприятия).
- Устройство вводов и отводов на подстанциях 35/6(10) кВ.
- Создание магистральных линий в городских кабельных коллекторах и туннелях.
- Прокладка по дну водоемов (при условии дополнительной защиты от плавучести и механических воздействий).
- Участки с повышенными требованиями к механической защите (например, при пересечении дорог, в зонах с риском раскопок).
- Высокая надежность изоляции: Сшитый полиэтилен не подвержен старению из-за миграции масла, устойчив к термическим перегрузкам.
- Меньший вес и наружный диаметр по сравнению с маслонаполненными кабелями на то же напряжение, что облегчает транспортировку и монтаж.
- Отсутствие необходимости в сложных системах подпитки маслом и мониторинга давления, что снижает эксплуатационные затраты.
- Возможность прокладки на вертикальных и наклонных участках без ограничений, связанных с течением масла.
- Высокая стойкость к коротким замыканиям.
- Наличие брони обеспечивает высокую механическую защиту без необходимости укладки в дополнительные трубы.
- Более высокая чувствительность к качеству монтажа муфт и концевых заделок. Требуется высокая квалификация персонала.
- Чувствительность к дендритному росту (трекингу) при наличии влаги и дефектов, хотя современные материалы (сшитый полиэтилен) максимально устойчивы к этому явлению.
- Более высокая стоимость по сравнению с кабелями с бумажно-пропитанной изоляцией на момент закупки (хотя совокупная стоимость владения часто ниже).
- Для одножильных кабелей необходимо учитывать влияние электромагнитных полей и потери в экранах/броне.
у – усиленная конструкция (как правило, относится к броне из круглых стальных оцинкованных проволок).
Таким образом, ПвКПу – это кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, с контрольными проводами, в полимерной оболочке, с усиленной броней.
Конструкция кабеля ПвКПу 1х жильный 35 кВ
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. От центра к периферии:
Основные технические характеристики и параметры
Технические параметры регламентируются стандартами, такими как ГОСТ Р 53769-2010 (кабели силовые на напряжение до 35 кВ) и техническими условиями производителей.
Таблица 1. Ключевые электрические и механические параметры
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um) | 20,5 / 35 кВ (40,5 кВ) |
| Частота | 50 Гц |
| Температура эксплуатации | От -50°C до +50°C (для монтажа без предварительного подогрева до -20°C) |
| Допустимая температура жилы при длительной эксплуатации | +90°C |
| Максимальная температура жилы при КЗ (до 5 сек) | +250°C |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | Не менее 20 наружных диаметров кабеля |
| Сопротивление изоляции | Не менее 1000 МОм·км при +20°C |
| Испытательное переменное напряжение промышленной частоты | 65 кВ (в течение 10 минут для готовой линии после монтажа) |
Таблица 2. Примерные данные по допустимому длительному току для кабеля с медной жилой (прокладка в земле, температура грунта +15°C, глубина прокладки 0.7 м)
| Сечение жилы, мм² | Примерный наружный диаметр, мм | Примерная масса 1 км, кг | Допустимый длительный ток, А |
|---|---|---|---|
| 50 | 55-60 | 4500-5000 | 210-230 |
| 95 | 60-65 | 5500-6000 | 300-320 |
| 150 | 65-70 | 6500-7000 | 370-390 |
| 240 | 75-80 | 8500-9000 | 460-480 |
| 400 | 85-90 | 11500-12000 | 600-620 |
Примечание: Точные значения необходимо брать из паспортных данных конкретного производителя и уточнять с учетом реальных условий прокладки (температура грунта, удельное тепловое сопротивление, наличие других кабелей в траншее и т.д.).
Область применения и особенности монтажа
Кабель ПвКПу 1х35 кВ предназначен для создания распределительных сетей среднего напряжения. Основные сферы применения:
Особенности монтажа: Для одножильных кабелей на среднее и высокое напряжение критически важно правильное выполнение концевых заделок (муфт) и соблюдение правил укладки. При прокладке в стальных конструкциях (лотках, трубах) из-за наличия экрана и брони могут возникать значительные потери на вихревые токи. Для их снижения рекомендуется использовать специальные схемы укладки (впритык или треугольником) и выполнять перекрестное соединение экранов и брони в смежных участках линии. Монтаж должен производиться при положительных температурах или с предварительным подогревом кабеля. Обязательным этапом является высоковольтное испытание изоляции после монтажа.
Преимущества и недостатки кабеля ПвКПу по сравнению с аналогами
Преимущества:
Недостатки:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается кабель ПвКПу от АПвКПу?
Первая буква в маркировке указывает на материал жилы: «А» – алюминий, отсутствие буквы (или «медь») – медь. Таким образом, АПвКПу имеет алюминиевую токопроводящую жилу, что делает его легче и дешевле, но требует большего сечения для той же пропускной способности по току по сравнению с медным аналогом.
Для чего нужны контрольные провода в кабеле ПвКПу?
Контрольные провода (обычно 3 шт. сечением 2.5 или 4 мм²) используются для подключения систем дистанционного мониторинга кабельной линии. К ним могут подключаться датчики температуры, размещенные в критических точках (например, в муфтах), или устройства контроля частичных разрядов. Это позволяет перейти от планово-предупредительного ремонта к ремонту по фактическому состоянию.
Как правильно выбрать сечение жилы кабеля ПвКПу 35 кВ?
Выбор сечения производится по двум основным критериям: 1) По допустимому длительному току нагрузки (с учетом всех поправочных коэффициентов на условия прокладки и окружающую среду). 2) По экономической плотности тока (для проектов с длительным сроком эксплуатации). Окончательный расчет должен выполнять проектировщик с использованием актуальных нормативных документов (ПУЭ, методик расчета).
Каков срок службы кабеля ПвКПу 35 кВ?
Номинальный срок службы, заявляемый производителями, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может превышать 40-50 лет при соблюдении условий прокладки, монтажа и эксплуатации, а также при отсутствии внешних механических повреждений и перегрузок.
Как производится соединение и оконцевание кабеля ПвКПу?
Для соединения отрезков кабеля между собой и подключения к оборудованию подстанций используются специальные комплекты: соединительные и концевые муфты. Они представляют собой набор компонентов (изоляционные и полупроводящие элементы, корпуса, заземляющие шины), которые монтируются на месте. Монтаж требует специального инструмента (для зачистки изоляции, обработки полупроводящих слоев) и должен выполняться строго по инструкции производителя муфт в условиях чистоты и допустимой влажности.
Можно ли прокладывать несколько одножильных кабелей ПвКПу в одной траншее?
Да, можно, но при этом необходимо соблюдать нормативные расстояния между кабелями (не менее 100 мм для 35 кВ) и учитывать взаимный нагрев. Для снижения потерь в экранах и броне рекомендуется укладывать кабели в конфигурации «треугольник» и выполнять перекрестное соединение экранов (чередующееся заземление) на специальных соединительных муфтах, что разрывает пути для циркулирующих токов.
Заключение
Кабель ПвКПу 1-жильный на 35 кВ является технически совершенным и надежным решением для создания кабельных линий среднего напряжения в условиях, требующих повышенной механической защиты. Его конструкция, основанная на изоляции из сшитого полиэтилена и усиленной броне, обеспечивает длительный срок службы, высокую пропускную способность и устойчивость к внешним воздействиям. Успешная эксплуатация таких кабельных линий напрямую зависит от корректного выбора сечения, профессионального монтажа соединительных и концевых элементов, а также соблюдения всех требований нормативной документации при проектировании и прокладке.