Кабель ПвКШп(г) 1-х жильный 1 кВ

Кабель ПвКШп(г) 1-х жильный 1 кВ: полный технический анализ и область применения

Кабель ПвКШп(г) 1х жильный на напряжение 1 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для стационарной прокладки в кабельных сооружениях, тоннелях, каналах, шахтах, производственных помещениях, а также на открытом воздухе при условии защиты от прямого воздействия солнечного излучения и атмосферных осадков. Его конструкция и технические характеристики регламентируются стандартом ТУ 16-705.499-2010 (или более поздними редакциями), что определяет высокий уровень надежности и соответствия современным требованиям энергетики.

Расшифровка маркировки ПвКШп(г)

• П – Изоляция жилы из сшитого полиэтилена (Пв – обозначение по международной классификации XLPE).
• в – Оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ).
• КШ – Кабель с Широкими проволочными экранами (медными). Буква «Ш» указывает на экран в виде спирально наложенной медной ленты или оплетки с малым шагом, обеспечивающий полное электромагнитное экранирование.
• п – Наличие продольной герметизации экрана. Под экраном наложена водоблокирующая лента, препятствующая продольному распространению влаги в случае локального повреждения наружной оболочки.
• (г) – Индекс, указывающий на гибкость жилы. Жила кабеля относится к 2-му классу гибкости по ГОСТ 22483, что облегчает монтаж в стесненных условиях и при сложной трассировке.
• 1-х жильный – Конструкция с одной токопроводящей жилой.
• 1 кВ – Номинальное напряжение 1000 В.

Конструкция кабеля ПвКШп(г) 1х жильный

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая долговечность и безопасность эксплуатации.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из медной проволоки (как правило, по ГОСТ 22483, класс 2). Медь обеспечивает высокую электропроводность, стойкость к окислению и механическую прочность. Сечение жилы варьируется в широком диапазоне: от 16 до 1000 мм² и более, в зависимости от требований проекта по току нагрузки.

2. Внутренний экструдированный слой

Поверх жилы может наноситься тонкий слой экструдированного полупроводящего сшитого полиэтилена. Этот слой выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая возникновение локальных перенапряжений и микроразрядов, особенно критично для кабелей на среднее и высокое напряжение.

3. Изоляция

Основной изоляционный слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал получают путем воздействия на полиэтилен высокого давления и температуры, что приводит к образованию поперечных связей между молекулами («сшивке»). В результате резко повышаются температурные характеристики: длительно допустимая температура жилы увеличивается до +90°C, а в режиме перегрузки – до +130°C. Изоляция из XLPE обладает высокой механической прочностью, стойкостью к тепловому старению и влаге.

4. Экран по изоляции (экран жилы)

Поверх изоляции наложен экструдированный полупроводящий слой, аналогичный внутреннему. Его назначение – создать равномерный контакт с нижележащим металлическим экраном.

5. Металлический экран

Выполнен в виде медных проволок, наложенных спирально с малым шагом, или медной ленты. Основные функции:

• Защитная (главная): Создание пути для тока короткого замыкания. При повреждении изоляции и замыкании на землю ток КЗ замыкается через экран, что приводит к срабатываению защитной аппаратуры.
• Экранирующая: Защита от внешних электромагнитных помех и ограничение электромагнитного поля, создаваемого самим кабелем, что важно для безопасности персонала и совместимости с электронным оборудованием.
• Выравнивание потенциала: Обеспечение равномерного распределения электрического поля.

6. Разделительный слой и продольная герметизация

Поверх металлического экрана накладывается водоблокирующая лента (чаще всего на основе полимерных материалов, способных к набуханию при контакте с влагой). Это ключевой элемент маркировки «п». Лента предотвращает продольное распространение воды вдоль кабеля в случае локального прокола оболочки, локализуя зону потенциального повреждения.

7. Наружная оболочка

Выполнена из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Оболочка обеспечивает защиту от механических повреждений, агрессивных сред (масел, кислот, щелочей в умеренных концентрациях), а также от распространения пламени. Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические характеристики

Таблица 1. Характеристики кабеля ПвКШп(г) 1х жильный 1 кВ

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U, кВ	0,6/1
Частота, Гц	50
Климатическое исполнение	УХЛ, категории размещения 1-5 по ГОСТ 15150
Диапазон рабочих температур	от -50°C до +50°C
Длительно допустимая температура жилы	+90°C
Максимальная температура при КЗ (допустимая, не более 5 сек)	+250°C
Допустимая температура при перегрузке (не более 100 ч/год)	+130°C
Минимальный радиус изгиба при монтаже	Не менее 10 наружных диаметров кабеля
Строительная длина	Не менее 150 м (для сечений до 70 мм²), оговаривается при заказе
Срок службы	Не менее 30 лет
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц	3,5 кВ в течение 5 мин.

Область применения и особенности монтажа

Кабель ПвКШп(г) 1х жильный предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение до 1000 В частотой 50 Гц.

• Прокладка в кабельных сооружениях: Туннели, коллекторы, этажи, галереи, кабельные шахты и двойные полы.
• Прокладка в производственных помещениях: Цеха, распределительные пункты, подстанции.
• Прокладка на открытом воздухе: Допускается, но требуется защита от прямых солнечных лучей (УФ-излучение) и атмосферных осадков (например, в лотках под навесом или в гофротрубе).
• Прокладка в земле (траншеях): Не рекомендуется для одножильных кабелей без специальных мер. При протекании переменного тока в одножильном кабеле возникает сильное переменное магнитное поле, которое наводит вихревые токи в металлическом экране и оболочке, приводя к их перегреву и значительным потерям мощности. Для прокладки в земле следует применять трехжильные кабели или специально рассчитанные системы одножильных кабелей с учетом взаимного расположения фаз.

Критически важное требование при монтаже: Для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена и металлическим экраном обязательным является заземление экранов с двух сторон. Это обеспечивает путь для тока короткого замыкания и безопасность обслуживающего персонала. При длинных линиях может потребоваться применение поперечных связей для выравнивания потенциалов.

Сравнение с аналогами и выбор кабеля

Таблица 2. Сравнение ПвКШп(г) с другими типами кабелей на 1 кВ

Тип кабеля	Преимущества	Недостатки	Основная область применения
ПвКШп(г) (XLPE, медь, экран, герметизация)	Высокая термостойкость (+90°C), гибкость, наличие экрана и герметизации, стойкость к динамическим нагрузкам.	Высокая стоимость, сложность монтажа (требуется заземление экрана).	Ответственные объекты, сети с высокими требованиями к надежности и безопасности, установки с возможными механическими воздействиями.
ВВГ (ПВХ изоляция, ПВХ оболочка, медь)	Низкая стоимость, простота монтажа, широкое распространение.	Нижний температурный предел (-15°C), меньшая термостойкость (+70°C), отсутствие экрана и герметизации.	Внутренняя прокладка в сухих и влажных помещениях, бытовые и промышленные сети без особых требований.
АВБбШв (ПВХ изоляция, алюминий, броня)	Относительно низкая цена (алюминий), наличие брони из стальных лент для защиты от механических повреждений.	Меньшая проводимость алюминия, хрупкость при частых изгибах, отсутствие герметизации, больший вес и радиус изгиба.	Прокладка в земле (траншеях) при отсутствии растягивающих нагрузок.
ПвБбШп (XLPE, медь, броня, герметизация)	Сочетание преимуществ XLPE с механической защитой броней и герметизацией.	Еще большая стоимость и масса, сложность монтажа.	Участки с высоким риском механических повреждений, вводы в здания, переходы через дороги.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Почему для прокладки в земле не рекомендуется использовать одножильный кабель ПвКШп(г)?

При протекании переменного тока в одножильном кабеле создается переменное магнитное поле. Это поле наводит ЭДС в металлическом экране, которая, при заземлении экрана с двух сторон, вызывает циркуляцию значительных токов (токи Фуко). Эти токи приводят к дополнительным потерям мощности (до 30-50% от потерь в жиле) и сильному нагреву экрана, что может вызвать тепловое разрушение изоляции и оболочки. Для прокладки в земле следует применять трехжильные кабели, где магнитные поля фаз компенсируют друг друга, или использовать специальные схемы укладки одножильных кабелей (вплотную, треугольником) с перекладкой и переполюсовкой.

2. Как правильно заземлить экран кабеля ПвКШп(г)?

Металлический экран должен быть надежно заземлен с обоих концов кабельной линии. Для этого используются специальные концевые заделки (муфты), которые обеспечивают электрический контакт между экраном и заземляющим проводником. Сечение заземляющего проводника должно соответствовать ПУЭ (глава 1.7) и быть достаточным для отвода тока короткого замыкания. На длинных линиях (обычно более 500-1000 м) может потребоваться применение поперечных связей или заземление через ограничители перенапряжений для предотвращения наведения высокого потенциала на экране в нормальном режиме.

3. В чем принципиальное отличие изоляции XLPE (Пв) от ПВХ (В)?

• Температурный режим: XLPE: +90°C длительно, +130°C в перегрузке. ПВХ: +70°C длительно, не более +160°C при КЗ.
• Токовая нагрузка: При одинаковом сечении жилы кабель с XLPE может пропускать на 20-30% больше тока благодаря лучшей теплостойкости.
• Механические свойства: XLPE более эластичен и стоек к растрескиванию при изгибах и вибрациях.
• Диэлектрические потери: У XLPE они на порядок ниже, что важно для линий большой длины.
• Поведение при пожаре: ПВХ горит с выделением едкого дыма и хлора, XLPE горит чище, но современные композиции могут быть нераспространяющими горение.

4. Что означает индекс «(г)» и насколько кабель действительно гибкий?

Индекс «(г)» означает, что токопроводящая жила соответствует 2-му классу гибкости по ГОСТ 22483. Это означает, что жила скручена из достаточно большого количества тонких проволок. Такой кабель существенно гибче, чем с жилой 1-го класса (однопроволочной или многопроволочной жесткой). Минимальный радиус изгиба составляет 10 диаметров кабеля, что позволяет прокладывать его по сложным трассам, в условиях ограниченного пространства, на подвижных несущих конструкциях без риска повреждения изоляции.

5. Можно ли использовать кабель ПвКШп(г) в системах на постоянном токе (DC)?

Да, можно. При использовании на постоянном токе исчезают проблемы с индуктивными потерями и наведенными токами в экране, характерные для переменного тока. Однако необходимо учитывать, что номинальное напряжение 1 кВ указано для переменного тока. Для постоянного тока допустимое рабочее напряжение обычно выше (часто в 1.5-2 раза, но этот параметр необходимо уточнять у производителя в технической документации). Также важно правильно подключить экран: на постоянном токе его, как правило, заземляют только в одной точке для предотвращения блуждающих токов.

Заключение

Кабель ПвКШп(г) 1х жильный 1 кВ представляет собой современное, технологичное решение для создания надежных силовых линий распределения электроэнергии. Его ключевые преимущества – изоляция из сшитого полиэтилена, обеспечивающая высокую пропускную способность и термостойкость, наличие медного экрана для безопасности и защиты от помех, а также система продольной герметизации для локализации влаги. Выбор данного кабеля оправдан на ответственных объектах, в промышленных сетях, при прокладке в кабельных сооружениях и на открытом воздухе (с защитой). Критически важным является правильный монтаж с обязательным двухсторонним заземлением экрана и недопущение его прокладки в земле без специального инженерного расчета. Соблюдение условий применения и монтажа, предписанных техническими условиями и ПУЭ, гарантирует длительный и безотказный срок службы кабельной линии.