Кабель ПвКШв 300 мм
Кабель ПвКШв 300 мм²: технические характеристики, конструкция и область применения
Кабель ПвКШв с номинальным сечением токопроводящей жилы 300 мм² представляет собой силовой кабель с изоляцией и оболочкой из сшитого полиэтилена, бронированный стальными оцинкованными лентами, с защитным шлангом из поливинилхлоридного пластиката. Данный кабель предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10 или 20 кВ частотой 50 Гц. Конструкция кабеля обеспечивает его надежную эксплуатацию в сложных условиях, включая прокладку в земле (траншеях), кабельных каналах, туннелях, шахтах, а также в условиях повышенной влажности и наличия блуждающих токов.
Расшифровка маркировки ПвКШв 300 мм²
- П – изоляция жил из сшитого полиэтилена (ПВХ в маркировке отсутствует, что указывает на современный полимерный материал).
- в – оболочка (защитный шланг) из поливинилхлоридного пластиката.
- К – бронепокров из круглых стальных оцинкованных проволок.
- Шв – защитный шланг поверх брони, выполненный методом экструзии (выдавливания) из ПВХ пластиката.
- 300 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.
- Точные значения определяются условиями прокладки (глубина, удельное тепловое сопротивление грунта, количество кабелей в траншее и их взаимное расположение) и должны быть рассчитаны по методике, приведенной в ПУЭ 7 изд.
- Питание мощных промышленных потребителей (заводы, фабрики, горнодобывающие предприятия).
- Устройство вводов и межсекционных связей на распределительных подстанциях 6-20 кВ.
- Прокладка в кабельных коллекторах, туннелях и по эстакадам в условиях агрессивной среды.
- Прокладка в земле (траншеях) без дополнительной механической защиты, в том числе в грунтах с высокой коррозионной активностью и при наличии блуждающих токов.
- Участки с повышенными требованиями к механической прочности (вертикальные трассы, переходы через дороги).
Конструкция кабеля ПвКШв 300 мм²
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, что в совокупности обеспечивает высокую надежность и длительный срок службы.
1. Токопроводящая жила
Жила сечением 300 мм² изготавливается из медной проволоки. Для данного сечения, как правило, применяется уплотненная конструкция (многопроволочная), соответствующая 3 или 4 классу по ГОСТ 22483. Медь обеспечивает высокую электропроводность, механическую прочность и стойкость к повторным изгибам.
2. Фазная изоляция
На каждую жилу методом экструзии наносится изоляция из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал обладает превосходными диэлектрическими характеристиками, высокой термостойкостью (допустимая температура длительной эксплуатации +90°C), стойкостью к тепловым ударам и трекингу. Толщина изоляции нормируется в зависимости от класса напряжения (например, для 10 кВ — не менее 3,4 мм).
3. Поясная изоляция
Поверх изолированных жил, скрученных в сердечник с заполнением промежутков, накладывается поясная изоляция, также из сшитого полиэтилена или экструдированного полупроводящего слоя. Она обеспечивает равномерное распределение электрического поля и дополнительную защиту.
4. Экран по жилам
Каждая изолированная жила экранируется полупроводящим или медным экраном (в виде оплетки или ленты). Это необходимо для выравнивания электрического поля вокруг жилы и предотвращения поверхностных разрядов.
5. Броневой покров
Броня кабеля марки «К» состоит из круглых стальных оцинкованных проволок, наложенных поверх поясной изоляции или внутренней оболочки. Проволочная броня (в отличие от ленточной) обеспечивает высокую механическую прочность на растяжение, что критически важно для кабелей, прокладываемых в грунтах с возможными смещениями, на крутых склонах или при подводной прокладке. Она также защищает от грызунов.
6. Наружный защитный шланг
Поверх брони методом экструзии накладывается защитный шланг из ПВХ пластиката марки Шв. Он предохраняет стальную броню от коррозии, обеспечивает дополнительную защиту от механических повреждений и воздействия влаги. Цвет оболочки, как правило, черный.
Основные технические характеристики и параметры
Таблица 1. Ключевые параметры кабеля ПвКШв 1х300 мм² на напряжение 10 кВ
| Наименование параметра | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U (Um) | 6/10 (12) кВ, 8,7/10 (12) кВ, 12/20 (24) кВ |
| Количество и сечение жил | 1х300 мм², 3х300 мм² |
| Материал жилы | Медь, многопроволочная (класс 2, 3 или 4) |
| Материал изоляции | Сшитый полиэтилен (XLPE) |
| Материал брони | Оцинкованные стальные проволоки |
| Материал наружной оболочки | ПВХ пластикат |
| Температура эксплуатации | От -50°C до +50°C |
| Допустимая температура жилы при длительной эксплуатации | +90°C |
| Максимальная температура жилы при коротком замыкании | +250°C (продолжительность не более 5 сек) |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | Не менее 15 наружных диаметров кабеля |
| Строительная длина | Не менее 250 м (для одножильных), не менее 150 м (для трехжильных) |
| Срок службы | Не менее 30 лет |
Таблица 2. Электрические характеристики (ориентировочные данные для 8,7/10 кВ)
| Параметр | Значение для 1х300 мм² | Значение для 3х300 мм² |
|---|---|---|
| Электрическое сопротивление жилы при +20°C, не более (Ом/км) | 0.0601 | 0.0601 |
| Емкость жилы на землю (мкФ/км) | ~0.25 — 0.35 | ~0.20 — 0.30 |
| Индуктивное сопротивление (Ом/км) | ~0.15 — 0.18 | ~0.12 — 0.15 |
| Допустимый длительный ток нагрузки (в земле, +25°C грунта)* | ~550 — 600 А | ~500 — 550 А на жилу |
Область применения и особенности прокладки
Кабель ПвКШв 300 мм² применяется для создания магистральных линий электропередачи и распределительных сетей среднего класса напряжения. Основные сферы применения:
Особенности прокладки и монтажа: При прокладке в земле необходимо использовать песчаную подушку и засыпку, исключающую наличие камней и строительного мусора. Запрещается прокладка в одной траншее с кабелями связи и силовыми кабелями на напряжение выше 35 кВ без специальных перегородок. При прокладке кабелей с проволочной броней на вертикальных и наклонных участках необходимо надежно закреплять верхний конец кабеля, чтобы предотвратить сползание и нагрузку на нижние участки. Для одножильных кабелей сечением 300 мм² при переменном токе необходимо учитывать возникновение значительных индуктивных потерь и наводок на металлические конструкции. Для их компенсации применяется симметричное расположение жил (в виде треугольника или «пучка») и перекрестное соединение экранов на концах линии с обязательным их заземлением с двух сторон.
Сравнение с аналогами и выбор
Кабель ПвКШв 300 мм² имеет ряд аналогов, выбор между которыми зависит от конкретных условий проекта.
Таблица 3. Сравнение с основными аналогами
| Марка кабеля | Ключевые отличия от ПвКШв | Рекомендуемая область применения |
|---|---|---|
| ААШв 3х300 | Жила из алюминия, изоляция из пропитанной бумаги, броня из алюминиевых лент. Меньшая стойкость к тепловым перегрузкам, меньший допустимый радиус изгиба, меньший вес и стоимость. | Стационарная прокладка в сухих и влажных грунтах при отсутствии значительных растягивающих нагрузок и требований к компактности трассы. |
| ПвП 3х300 | Броня из двух стальных оцинкованных лент (защита от механических воздействий, но не от растяжения). Меньший наружный диаметр и вес. | Прокладка в земле, где нет риска значительных растягивающих усилий, в кабельных сооружениях. |
| ЦСП 3х300 | Оболочка из самозатухающего полиэтилена, не распространяющего горение. Броня из стальных лент. Повышенная стойкость к горению. | Прокладка в туннелях, коллекторах, зданиях, на электростанциях с повышенными требованиями к пожарной безопасности. |
Критерии выбора ПвКШв: Выбор в пользу кабеля ПвКШв 300 мм² обоснован при: необходимости высокой механической прочности на растяжение; прокладке в грунтах с возможными подвижками; наличии агрессивных факторов (блуждающие токи, влажность); требовании к высокой перегрузочной способности и термической стойкости, обеспечиваемой изоляцией XLPE; необходимости длительных строительных длин при прокладке.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем принципиальная разница между броней из проволок (К) и из лент (П) в маркировке?
Броня из стальных оцинкованных проволок (марка «К») рассчитана в первую очередь на восприятие значительных растягивающих нагрузок. Она обеспечивает защиту при прокладке на вертикальных участках, в нестабильных грунтах и при подводных переходах. Броня из двух стальных лент (марка «П») защищает кабель от механических повреждений (ударов, сдавливания) и от грызунов, но не предназначена для работы на растяжение.
Можно ли прокладывать одножильный кабель ПвКШв 1х300 мм² в стальной трубе?
Прокладка в стальной трубе возможна, но требует тщательного расчета. Переменный ток в одножильном кабеле индуцирует вихревые токи в стальной трубе, что приводит к значительным дополнительным потерям мощности и нагреву как кабеля, так и трубы. Для снижения этого эффекта рекомендуется использовать трубы из немагнитных материалов (например, ПНД) или применять специальные схемы расположения фазных кабелей в одной трубе с последующим перекрестным соединением.
Как правильно заземлять экраны и броню кабеля ПвКШв?
Медные экраны жил подлежат обязательному двустороннему заземлению на концах линии. Это необходимо для обеспечения безопасности и отвода токов, наведенных при коротком замыкании. Броня из стальных проволок также должна быть заземлена с двух сторон для защиты от поражения электрическим током в случае пробоя изоляции на броню. На практике часто экран и броня соединяются и заземляются через специальную концеую муфту на общий заземляющий контур.
Каков реальный срок службы кабеля ПвКШв 300 мм²?
Заявленный производителями срок службы составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс зависит от условий эксплуатации: соблюдения токовых нагрузок, отсутствия частых перегрузок и коротких замыканий, коррозионной стойкости брони и оболочки в конкретном грунте, качества монтажа муфт и концевых заделок. При правильной эксплуатации срок службы может превышать 40 лет.
Как определить необходимое сечение (300 мм²) для конкретного объекта?
Выбор сечения 300 мм² или любого другого производится на основе расчета по следующим критериям: 1) По допустимому длительному току нагрузки (нагрев); 2) По потере напряжения (должна быть в пределах норм ПУЭ, обычно не более 5%); 3) По термической стойкости к токам короткого замыкания; 4) По экономической плотности тока (для объектов с большим количеством часов использования максимума нагрузки). Для предварительной оценки мощности, которую может передавать кабель 3х300 мм² на 10 кВ, можно ориентироваться на значение примерно 10-12 МВА при прокладке в земле.
Заключение
Кабель ПвКШв 300 мм² является современным, надежным и технологичным решением для строительства и модернизации распределительных сетей среднего напряжения. Его ключевые преимущества — применение изоляции из сшитого полиэтилена, обеспечивающей высокую пропускную способность и термостойкость, и проволочной брони, гарантирующей механическую прочность в сложных условиях прокладки. Правильный выбор, монтаж и эксплуатация данного кабеля в строгом соответствии с ПУЭ и технической документацией завода-изготовителя являются залогом создания долговечной и безопасной кабельной линии.