Кабель ПвКПу 1х120
Кабель ПвКПу 1х120: полное техническое описание и область применения
Кабель ПвКПу 1х120 представляет собой одножильный силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение до 35 кВ включительно частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность в протяженных кабельных линиях, в том числе в сложных условиях эксплуатации. Расшифровка маркировки: П – изоляция из силанольносшитого полиэтилена, в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката, К – кабель, Пу – модификация с усиленной внешней оболочкой (часто полиэтиленовой), 1 – количество жил, 120 – номинальное сечение токопроводящей жилы в мм².
Конструкция кабеля ПвКПу 1х120
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая механическую прочность, электрическую изоляцию и защиту от внешних воздействий.
- Токопроводящая жила: Номинальным сечением 120 мм². Изготавливается из медной проволоки по ГОСТ 22483. Класс жилы – 1 (однопроволочная) или 2 (многопроволочная). Для сечения 120 мм² чаще применяется многопроволочная жила, что обеспечивает необходимую гибкость для транспортировки и укладки.
- Экран по жиле (полупроводящий экран): Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты. Выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения в изоляции.
- Изоляция: Выполнена из силанольносшитого полиэтилена (Пв). Толщина изоляции нормирована в зависимости от класса напряжения. Для кабеля на 35 кВ это составляет порядка 10.0 мм. Сшитый полиэтилен обладает высокой термостойкостью (допустимая температура длительной работы +90°C), отличными диэлектрическими характеристиками и стойкостью к трекингу.
- Экран по изоляции (полупроводящий экран): Аналогичен экрану по жиле. Наносится поверх изоляции, завершая формирование коаксиальной конструкции жила-изоляция-экран, что является ключевым для кабелей на среднее напряжение.
- Поясная изоляция: Выполняется из электропроводящей бумаги или полимерной ленты. Выравнивает потенциал по окружности экрана.
- Экран (заземляющий): Состоит из медных проволок (сечением не менее 25 мм² для 35 кВ) и/или медной ленты, наложенной поверх поясной изоляции. Предназначен для пропускания токов короткого замыкания и обеспечения безопасного монтажа. Является обязательным элементом для кабелей данного класса напряжения.
- Разделительный слой: Изготавливается из полимерной ленты или крепированной бумаги. Защищает оболочку от контакта с экранирующими проволоками.
- Наружная оболочка: Из поливинилхлоридного пластиката (В) или, в модификации «Пу», из полиэтилена (П). Оболочка «Пу» (полиэтиленовая усиленная) обладает повышенной механической прочностью, стойкостью к растяжению, истиранию и агрессивным грунтам, что делает кабель пригодным для прокладки в земле (траншеях) без дополнительной защиты трубами. Толщина оболочки также увеличена.
- Питающие линии от подстанций к распределительным пунктам городских и промышленных сетей.
- Вводы и распределение электроэнергии на крупных промышленных предприятиях, нефтехимических комплексах, горнодобывающих объектах.
- Кабельные линии в составе магистральных электросетей.
- Прокладка через водные преграды (при условии дополнительной бронезащиты, которая в базовой конструкции ПвКПу отсутствует).
- Укладка в районах с высокой коррозионной активностью грунтов благодаря стойкости полиэтиленовой оболочки.
- Прокладка в земле (траншее): Является основным способом для модификации «Пу». Кабель укладывается на подготовленную песчаную подушку, с последующей засыпкой песком и грунтом. Усиленная полиэтиленовая оболочка защищает от механических повреждений, давления грунта и агрессивных сред. Не требует обязательного применения защитных труб, хотя их использование на участках с повышенной нагрузкой (под дорогами) рекомендуется.
- Прокладка в кабельных сооружениях: В кабельных коллекторах, тоннелях, эстакадах, галереях, по стенам зданий. В этом случае важно обеспечить надежное крепление и соблюдение противопожарных требований (использование нераспространяющих горение исполнений, огнезащитных покрытий).
- Прокладка в блоках и трубах: Применяется реже из-за большого диаметра кабеля и сложности протяжки, но может быть необходима на особо ответственных участках для дополнительной механической защиты.
- Работа с индуктированными токами: В одножильных кабелях при переменном токе вокруг жилы возникает переменное магнитное поле, наводящее ЭДС в металлических элементах (экранах, оболочках, арматуре). При большой длине линии и значительном токе эти напряжения могут достигать десятков вольт и представлять опасность. Поэтому экраны одножильных кабелей обязательно заземляются с двух сторон линии. На длинных трассах может применяться попеременная перекладка фаз (транспозиция) или специальная схема заземления экранов в одной точке с использованием разъединителей для разрыва цепи наведенного тока.
- Соединение и оконцевание: Для соединения жил применяются муфты соединительные, для подключения к оборудованию – концевые муфты (концевики) или термоусаживаемые перчатки. Технология монтажа муфт включает в себя ступенчатую зачистку изоляции, наложение полупроводящих и изоляционных слоев, монтаж заземляющего контура и герметизацию. Все работы должны выполняться квалифицированным персоналом с использованием специализированного инструмента.
- Испытания после монтажа: После прокладки и монтажа муфт кабельная линия подвергается высоковольтным испытаниям постоянным напряжением (рекомендуемое значение для 35 кВ – 105 кВ в течение 15 минут) для проверки целостности изоляции и качества монтажа соединительной арматуры.
- АПвКПу 1х120: Кабель с алюминиевой жилой. Имеет меньшую стоимость и вес, но большее электрическое сопротивление, что приводит к повышенным потерям электроэнергии. Требует большего внимания к контактным соединениям из-за склонности алюминия к окислению.
- ПвБШп 1х120: Кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, бронированный стальными лентами (Б) и с наружной оболочкой из полиэтилена (Шп). Наличие брони обеспечивает максимальную защиту от механических повреждений (грызуны, просадки грунта, случайные раскопки), но увеличивает вес, стоимость и сложность монтажа. Применяется на участках с повышенными механическими рисками.
- Кабели с бумажно-масляной изоляцией (например, СГ 1х120): Устаревшая технология. Требуют сложной системы подпитки маслом, имеют ограничения по перепаду высот, пожароопасны. Их применение в новых проектах не рекомендуется.
- «ож» – однопроволочная жила (класс 1 по ГОСТ). Жесткая, применяется для стационарной прокладки на неподвижных участках, где не требуется частых изгибов.
- «мн» – многопроволочная жила (класс 2 по ГОСТ). Более гибкая, удобна для прокладки на трассах с поворотами, при монтаже в ограниченном пространстве. Для сечения 120 мм² наиболее распространена именно многопроволочная жила.
Основные технические характеристики и параметры
Параметры кабеля ПвКПу 1х120 регламентируются ГОСТ 31565-2012 (Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 1, 3 и 6 кВ) и ТУ 16.К71-335-2004 для кабелей на напряжение 10-35 кВ. Ниже приведены ключевые данные для кабеля на напряжение 35 кВ.
Таблица 1. Электрические и механические параметры
| Параметр | Значение | Примечание / Стандарт |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um) | 20/35 (40.5) кВ | U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами, Um – макс. рабочее |
| Максимальная рабочая температура жилы | +90°C | Длительный режим работы |
| Допустимая температура при КЗ | +250°C | Продолжительность не более 5 сек |
| Минимальная температура монтажа | -15°C | Без предварительного прогрева |
| Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более | 0.153 Ом/км | Для медной жилы класса 2 |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц | 65 кВ | Продолжительность 10 мин после прокладки |
| Испытательное постоянное напряжение | 104 кВ | Продолжительность 15 мин на заводе-изготовителе |
| Допустимый радиус изгиба при прокладке | Не менее 15 наружных диаметров | Для одножильных кабелей с сечением до 150 мм² |
Таблица 2. Допустимые длительные токовые нагрузки (примерные, для прокладки в земле)
| Способ прокладки | Количество кабелей в траншее | Допустимый длительный ток, А | Условия |
|---|---|---|---|
| В земле (траншее) | 1 | ~355 А | Глубина 0.7 м, температура грунта +15°C, удельное тепловое сопротивление 1.0 К·м/Вт |
| 3 (в треугольнике) | ~305 А (на каждый кабель) | То же, с учетом взаимного нагрева | |
| В воздухе (лотки, тоннели) | Одиночная прокладка | ~400 А | Температура воздуха +25°C |
Примечание: Точные значения токовых нагрузок определяются по ПУЭ Гл. 1.3 с учетом всех поправочных коэффициентов (на температуру, группировку, теплопроводность грунта).
Область применения и способы прокладки
Кабель ПвКПу 1х120 предназначен для эксплуатации в электрических сетях на номинальное напряжение 35 кВ. Основные сферы применения:
Способы прокладки:
Особенности монтажа и соединения одножильных кабелей на среднее напряжение
Монтаж кабеля ПвКПу 1х120 требует специальных знаний и оборудования. Ключевые моменты:
Сравнение с аналогами и выбор
Кабель ПвКПу 1х120 является одним из представителей класса кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена (XLPE). Его основные аналоги:
Критерии выбора: При выборе между ПвКПу и аналогами необходимо учитывать: условия прокладки (необходимость брони), бюджет проекта (медь/алюминий), длину линии и требования к потерям, квалификацию монтажных бригад.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается кабель ПвКПу от ПвКВ?
Основное отличие – в материале наружной оболочки. ПвКВ имеет оболочку из поливинилхлоридного пластиката (В), а ПвКПу – усиленную оболочку из полиэтилена (Пу). Полиэтиленовая оболочка обладает более высокой механической прочностью, стойкостью к истиранию, растяжению и агрессивным химическим средам (кислоты, щелочи, соли), что делает кабель ПвКПу предпочтительным для прямой прокладки в земле, особенно в неблагоприятных грунтовых условиях.
Обязательно ли заземлять экран у кабеля ПвКПу 1х120?
Да, это обязательное требование правил устройства электроустановок (ПУЭ). Заземление экрана (металлического экрана из проволок/ленты) выполняется с двух концов кабельной линии для обеспечения электробезопасности, защиты от перенапряжений и для протекания токов короткого замыкания. На длинных линиях (обычно более 500-1000 м) из-за наведенного напряжения может потребоваться дополнительное заземление в промежуточных точках или применение специальных схем.
Какой максимальный ток короткого замыкания может выдержать данный кабель?
Термическая стойкость к току короткого замыкания определяется сечением жилы и материалами изоляции. Для медной жилы сечением 120 мм² с изоляцией из сшитого полиэтилена допустимая температура при КЗ составляет +250°C. Расчетное значение тока КЗ (Iкз) для длительности 1 секунду можно приблизительно оценить по формуле или таблицам. Для ПвКПу 1х120 это значение составляет порядка 12-14 кА в течение 1 секунды. Точный расчет должен учитывать полное сопротивление петли КЗ и заданное время отключения защиты.
Можно ли прокладывать несколько кабелей ПвКПу 1х120 в одной траншее вплотную?
Нет, прокладка вплотную не рекомендуется и противоречит нормам ПУЭ. При параллельной прокладке нескольких кабелей в земле необходимо соблюдать минимально допустимые расстояния между ними. Для кабелей на напряжение 35 кВ это расстояние должно быть не менее 100 мм. Это необходимо для улучшения условий охлаждения кабелей и снижения взаимного влияния, а также для удобства монтажа и ремонта. При укладке в треугольник или пучок расстояния могут регламентироваться проектом с учетом поправочных коэффициентов на групповую прокладку.
Что означает маркировка «ож» или «мн» в дополнение к сечению?
Эта маркировка указывает на конструкцию токопроводящей жилы:
Каков гарантийный срок эксплуатации кабеля ПвКПу 1х120?
Гарантийный срок, устанавливаемый заводом-изготовителем, как правило, составляет 5 лет с момента ввода кабельной линии в эксплуатацию, но не более 4.5 лет с даты отгрузки с завода. Однако расчетный срок службы кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена при соблюдении условий прокладки, эксплуатации и нагрузок значительно выше и может превышать 30-40 лет.