Кабель ПвКШп 3-х жильный 6 кВ: технические характеристики, конструкция и область применения
Кабель ПвКШп 3х жильный на напряжение 6 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), предназначенный для стационарной прокладки в электрических сетях среднего напряжения. Его основное назначение – передача и распределение электрической энергии в стационарных установках с номинальным переменным напряжением до 10 кВ (между жилами) частотой 50 Гц. Расшифровка маркировки: П – изоляция жил из силанольносшитого полиэтилена, в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката, К – броня из круглых оцинкованных стальных проволок, Ш – защитный шланг, п – наружный покров из полиэтилентерефталатной нити (лавсан) или аналогичного материала, что указывает на его исполнение для прокладки в земле (траншеях) без дополнительной защиты.
Конструкция кабеля ПвКШп
Конструкция кабеля ПвКШп 6 кВ является многослойной и обеспечивает высокую надежность, механическую прочность и долговечность в тяжелых условиях эксплуатации. Рассмотрим каждый элемент конструкции подробно.
1. Токопроводящая жила
Жилы кабеля выполняются из медной или алюминиевой проволоки, скрученной в соответствии с классом гибкости 1 или 2 (по ГОСТ 22483). Для сечений от 50 мм² и выше, как правило, используется секторная или сегментная форма, что позволяет оптимизировать диаметр кабеля и расход материалов. Медь обеспечивает более высокую проводимость и стойкость к окислению, алюминий – меньший вес и стоимость.
2. Экранирование жилы
Каждая токопроводящая жила индивидуально экранирована. Экранирующий слой состоит из двух элементов:
- Экран по изоляции (полупроводящий экран): Выполнен из сшитого полупроводящего полиэтилена, накладывается непосредственно на изоляцию жилы. Его функция – выравнивание электрического поля и предотвращение возникновения частичных разрядов на границе диэлектрика и проводника.
- Экран из медных проволок (нулевой провод): Представляет собой оплетку или намотку из медных проволок малого сечения поверх полупроводящего экрана. Служит для отвода токов утечки и обеспечения симметрии электрического поля, а также может использоваться в качестве нулевого или защитного проводника в некоторых схемах заземления.
- Под броневой покров: На поясную изоляцию накладывается подушка (под броневой покров) из битума, крепированной бумаги или полимерных лент для защиты изоляции от механического воздействия стальной брони и коррозии.
- Броня (К): Выполнена из оцинкованных стальных проволок круглого сечения, наложенных поверх подушки. Такая броня (тип «К») обеспечивает высокую стойкость к растягивающим усилиям и механическим повреждениям, что критически важно для прокладки в земле.
- Наружный покров (Шп): Поверх брони накладывается защитный шланг из поливинилхлоридного пластиката (Шв) или полиэтилена (Шп). В маркировке «Шп» указывает на наличие поверх шланга дополнительной обмотки из полиэтилентерефталатной нити (лавсана) или стеклопряжи. Этот покров защищает броню от химической и электрохимической коррозии, а также предохраняет металлическую броню от механических повреждений при укладке.
- при прокладке в земле
- Точные значения токовых нагрузок зависят от конкретных условий прокладки: температуры грунта, удельного теплового сопротивления, глубины заложения и количества работающих кабелей в траншее. Расчет должен производиться по ПУЭ гл. 1.3.
- Питание мощных электроприемников промышленных предприятий (насосы, вентиляторы, компрессоры, печи).
- Распределительные сети городского и промышленного электроснабжения (отходящие линии от ГПП, РП, ТП).
- Питание горнорудных и карьерных объектов (благодаря механической прочности брони).
- Прокладка в кабельных туннелях, каналах, блоках, по эстакадам и в земле (траншеях). Маркировка «Шп» прямо указывает на возможность прокладки в земле без дополнительных защитных труб или лотков, но с соблюдением требований ПУЭ к глубине заложения (0.7-1.0 м), подсыпке и защите сигнальной лентой.
- ААШв, ААБл (с бумажной изоляцией): Классические кабели с пропитанной бумажной изоляцией и алюминиевыми жилами. Имеют ограничения по перепаду высот при прокладке из-за стекания пропитки. Требуют более сложного монтажа концевых муфт. Обладают меньшей допустимой температурой жилы (+70°C). Преимущество – часто более низкая стоимость. Кабель ААБл имеет броню из стальных лент, что обеспечивает защиту от механических повреждений, но менее устойчив к растяжению по сравнению с проволочной броней.
- ПвБШп: Ближайший аналог. Отличие заключается в типе брони: «Б» – броня из двух стальных оцинкованных лент. Ленточная броня лучше защищает от механических повреждений (ударов, сдавливания), но менее стойка к растягивающим нагрузкам. Кабель с проволочной броней (ПвКШп) предпочтительнее при прокладке в грунтах с возможными просадками, на трассах с риском растяжения, а также при вертикальных участках прокладки.
- По допустимому длительному току нагрузки (нагреву).
- По потере напряжения (для удаленных потребителей).
- По термической стойкости к токам короткого замыкания (проверка по полному времени отключения КЗ).
3. Изоляция жилы
Основной изоляционный материал – силанольносшитый полиэтилен (Пв). Этот материал обладает превосходными диэлектрическими и механическими свойствами при повышенных температурах (до 90°C в продолжительном режиме и до 250°C в режиме короткого замыкания). По сравнению с бумажно-пропитанной изоляцией, СПЭ-изоляция не требует градирования уровня изоляции по длине кабеля при вертикальной прокладке, обладает меньшим весом и высокой стойкостью к влаге.
4. Поясная изоляция и заполнение
Скрученные изолированные и экранированные жилы вместе заполняются промежутки между ними негигроскопичным эластичным материалом (например, резиновыми жгутами или ПВХ-заполнителем). Поверх скрутки накладывается поясная изоляция, часто из полупроводящего материала, которая служит для формирования ровного цилиндра перед наложением брони и дополнительного выравнивания электрического поля.
5. Броня и защитные покровы
Конструкция брони и покровов марки КШп является ключевой особенностью данного кабеля:
Основные технические характеристики и параметры
Кабель ПвКШп 3х6 кВ изготавливается в соответствии с ТУ 16.К71-335-2004 и другими отраслевыми стандартами. Ниже приведены ключевые параметры.
Таблица 1. Номинальные сечения жил и электрические параметры
| Номинальное сечение жилы, мм² | Максимальное сопротивление жилы при 20°C (Ом/км) для меди/алюминия | Допустимый длительный ток нагрузки (А) | Масса 1 км кабеля (приблизительно), кг |
|---|---|---|---|
| 3х50 | 0.387 / 0.641 | 190-210 | 4500-5200 |
| 3х70 | 0.268 / 0.443 | 235-260 | 5500-6300 |
| 3х95 | 0.193 / 0.320 | 285-310 | 6500-7500 |
| 3х120 | 0.153 / 0.253 | 330-360 | 7500-8700 |
| 3х150 | 0.124 / 0.206 | 375-410 | 8800-10200 |
| 3х185 | 0.0991 / 0.164 | 425-465 | 10200-11800 |
Таблица 2. Испытательные напряжения и условия эксплуатации
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um), кВ | 6/10 (12) |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, кВ (продолжительность 10 мин.) | 15 |
| Испытательное постоянное напряжение, кВ (продолжительность 15 мин.) | 36 |
| Максимальная допустимая температура жилы в длительном режиме | +90°C |
| Максимальная температура жилы при коротком замыкании (длительность до 5 сек) | +250°C |
| Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева | -15°C |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | 15 наружных диаметров кабеля |
| Срок службы | Не менее 30 лет |
Область применения и особенности монтажа
Кабель ПвКШп 3х6 кВ предназначен для передачи электроэнергии в сетях 6-10 кВ и применяется в следующих основных областях:
Особенности монтажа: При прокладке необходимо строго соблюдать минимальный радиус изгиба. Концевые муфты (КНСт, ПСТт) и соединительные муфты (ССт) должны быть предназначены specifically для кабелей с СПЭ-изоляцией. Требуется тщательная заделка концов с удалением полупроводящих слоев и монтажом контрольных выводов экранов для подключения устройств защиты от замыканий на землю (например, трансформаторов тока нулевой последовательности). При прокладке в земле обязательна песчаная подсыпка и засыпка слоем мягкого грунта без камней и строительного мусора.
Сравнение с аналогами (ААШв, ААБл, ПвБШп)
Выбор кабеля на среднее напряжение зависит от условий эксплуатации и бюджета проекта.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем принципиальное отличие изоляции Пв (СПЭ) от бумажно-пропитанной?
Изоляция из сшитого полиэтилена (СПЭ, Пв) является однородной, негигроскопичной и не содержит жидкой пропитки. Это позволяет прокладывать кабель на участках с большим перепадом высот, упрощает монтаж муфт, увеличивает допустимую рабочую температуру (с +70°C до +90°C) и повышает стойкость к коротким замыканиям. Бумажная изоляция, будучи дешевле, требует соблюдения ограничений по перепаду высот и более тщательной защиты от влаги.
Можно ли прокладывать кабель ПвКШп в воздухе (по фасадам, эстакадам)?
Да, можно. Наличие брони и защитного шланга «Шп» обеспечивает стойкость к атмосферным воздействиям (УФ-излучению, осадкам). Однако при открытой прокладке в зонах, доступных для людей, необходимо учитывать требования электробезопасности (высота подвеса, недоступность). Также важно обеспечить крепление кабеля с учетом его значительного веса.
Как правильно выбрать сечение кабеля ПвКШп 6 кВ?
Выбор сечения производится по трем основным критериям, указанным в ПУЭ гл. 1.3:
Для точного расчета необходимо знать: мощность нагрузки, коэффициент загрузки, способ прокладки, температуру окружающей среды (грунта), удельное тепловое сопротивление грунта, конфигурацию трассы и параметры релейной защиты.
Нужно ли заземлять экраны/броню кабеля ПвКШп?
Да, это обязательное требование ПУЭ и условие безопасной эксплуатации. Медные экраны всех трех жил должны быть соединены между собой и заземлены на обоих концах линии. Это обеспечивает путь для токов утечки и безопасность при повреждении изоляции. Броня из стальных проволок также подлежит заземлению с двух сторон для снятия наведенного потенциала и защиты от поражения электрическим током при повреждении основного защитного шланга.
Что означает маркировка «Шп» в конце?
Буква «п» в маркировке «Шп» указывает на наличие наружного покрова в виде обмотки из неметаллических материалов (лавсан, стеклопряжа) поверх защитного шланга. Этот покров не является несущим, но выполняет важную антикоррозионную функцию, предохраняя шланг (чаще всего из полиэтилена) от повреждений при транспортировке и укладке, а также от воздействия агрессивных сред в грунте.
Заключение
Кабель ПвКШп 3-х жильный на 6 кВ представляет собой современное, надежное решение для создания распределительных сетей среднего напряжения в условиях, требующих повышенной механической прочности, в частности, для прокладки в земле. Его конструкция с изоляцией из сшитого полиэтилена и проволочной броней обеспечивает длительный срок службы, высокую пропускную способность и устойчивость к сложным условиям эксплуатации. Правильный выбор сечения, соблюдение норм монтажа, заземления и применения специализированной кабельной арматуры являются залогом безаварийной работы линии на протяжении всего срока службы, который превышает 30 лет.