Кабель ПвКсП 1-х жильный 15 кВ
Кабель ПвКсП 1-х жильный 15 кВ: полное техническое описание и область применения
Кабель ПвКсП 1х… 15 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 15 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы подобраны для обеспечения высокой надежности в жестких условиях эксплуатации, включая прокладку в земле (траншеях), кабельных каналах, туннелях и по эстакадам, в том числе в условиях повышенной влажности и наличия блуждающих токов.
Расшифровка маркировки ПвКсП
- П – Изоляция из силанольносшитого полиэтилена.
- в – Оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
- Кс – Экран по изоляции жилы из медных проволок (концентрических) и электропроводящего сшитого полиэтилена.
- П – Наружная защитная оболочка (покров) из ПВХ пластиката. Вторая буква «П» указывает на наличие двухслойной защиты: внутренней и наружной оболочки из ПВХ, что повышает стойкость к механическим повреждениям и агрессивным средам.
- 1-х жильный – Кабель имеет одну токопроводящую жилу.
- 15 кВ – Номинальное напряжение 15 000 Вольт (класс напряжения 10 кВ по ГОСТ, но фактическое испытательное напряжение соответствует уровню 15 кВ).
- Примечание: Значения тока приведены для условий прокладки одиночного кабеля в траншее на глубине 0,7-1,0 м, температуре земли +15°C и удельном тепловом сопротивлении грунта 1,0 К·м/Вт. При групповой прокладке, иных температурах или тепловом сопротивлении грунта вводятся понижающие коэффициенты согласно ПУЭ 7-го издания.
- Распределительные сети 6/10 кВ городов и промышленных предприятий.
- Питание мощных электроприемников (насосных станций, компрессорных, вентиляторных установок).
- Кабельные вставки на ВЛ 6-10 кВ.
- Прокладка в кабельных коллекторах, туннелях, по стенам зданий.
- Прокладка в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, в том числе при наличии блуждающих токов.
- Заземление экранов: Медный экран подлежит обязательному двухстороннему заземлению на концах линии. Это необходимо для обеспечения электробезопасности и нормального функционирования релейной защиты. В случае большой длины линии (> 1-2 км) может потребоваться поперечное заземление или применение специальных схем для ограничения наведенного напряжения на экране.
- Концевые заделки и муфты: Для соединения и оконцевания кабеля должны применяться специальные кабельные муфты (соединительные, концевые) на напряжение 10-15 кВ, рассчитанные на работу с кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена. Качественный монтаж муфт – залог надежности линии.
- Защита от влаги: При монтаже и хранении необходимо герметизировать концы кабеля специальными заглушками во избежание попадания влаги в изоляцию, которая мигрирует по полупроводящим слоям и может привести к пробою.
- Высокая допустимая температура: Длительная рабочая температура +90°C против +70°C у бумажно-пропитанных кабелей (СБ, ЦСБ), что позволяет пропускать больший ток при том же сечении.
- Отсутствие ограничений по перепаду высот: Нет риска стекания пропиточного состава, что характерно для бумажной изоляции.
- Высокая стойкость к термоциклированию: Изоляция XLPE не стареет и не растрескивается при циклических изменениях нагрузки.
- Меньший вес и наружный диаметр при аналогичных параметрах, что облегчает транспортировку и монтаж.
- Простота монтажа и обслуживания: Не требуется контроль уровня масла или консерванта.
- Большая длина строительных отрезков за счет отсутствия технологических ограничений, связанных с пропиткой.
- Чувствительность к частичным разрядам: Требует безупречного качества изготовления и монтажа экранов и муфт.
- Чувствительность к механическим повреждениям изоляции (надрезам) при монтаже.
- Более высокая стоимость по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией на низкое напряжение, но на среднем классе напряжения разница часто нивелируется.
- Необходимость применения специального инструмента и обученного персонала для монтажа муфт.
Конструкция кабеля ПвКсП 15 кВ
Конструкция кабеля является многослойной, где каждый элемент выполняет строго определенную функцию.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из медной проволоки, соответствует 1 или 2 классу по ГОСТ 22483. Для сечений до 50 мм² жила, как правило, однопроволочная (монолитная). Для сечений от 70 мм² и выше – многопроволочная (скрученная). Медь обеспечивает высокую электропроводность, механическую прочность и стойкость к повторным изгибам.
2. Внутренний экран (полупроводящей слой)
Наносится экструзионным способом непосредственно на токопроводящую жилу в виде слоя из сшитого полиэтилена, модифицированного сажей. Его назначение – выравнивание электрического поля и предотвращение возникновения микроразрядов (частичных разрядов) на границе между жилой и основной изоляцией, которые со временем приводят к деградации полимера.
3. Изоляция
Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Процесс сшивания (образования поперечных связей между молекулами полимера) радиационным или химическим способом придает материалу выдающиеся свойства: высокую температурную стойкость (длительно до +90°C, в аварийном режиме до +130°C, при коротком замыкании до +250°C), отличные диэлектрические характеристики, механическую прочность и стойкость к термоциклированию. Толщина изоляции нормирована и зависит от номинального напряжения.
4. Внешний экран по изоляции
Аналогичен внутреннему и также выполнен из экструдированного полупроводящего сшитого полиэтилена. Его функция – симметризация электрического поля вокруг изоляции, заключение силовых линий поля внутри кабеля и их равномерное распределение.
5. Экран из медных проволок
Поверх внешнего полупроводящего слоя наложен экран в виде медных проволок малого диаметра, наложенных спирально или в виде оплетки. Этот экран выполняет несколько ключевых функций: служит для пропуска токов утечки и токов короткого замыкания, обеспечивает безопасность персонала (заземляется с двух сторон), защищает кабель от внешних электромагнитных помех и наоборот, снижает внешнее электромагнитное поле от кабеля.
6. Разделительный слой
В качестве разделителя между медным экраном и внутренней оболочкой может применяться поясная изоляция из ПЭТ-ленты или аналогичного материала для предотвращения адгезии.
7. Внутренняя оболочка (подушка) из ПВХ
Слой ПВХ пластиката, наложенный поверх экрана. Предназначен для дополнительной герметизации, защиты экрана от коррозии и механических повреждений, а также для придания кабелю правильной круглой формы перед наложением брони.
8. Броня
Выполняется из стальных оцинкованных лент, наложенных в два слоя с перекрытием. Броня обеспечивает защиту от механических воздействий (растягивающих усилий, ударов, грызунов) при прокладке в земле и в других условиях, где возможны внешние повреждения.
9. Наружная оболочка из ПВХ
Внешний защитный слой из ПВХ пластиката, стойкого к ультрафиолету, агрессивным средам (маслам, кислотам, щелочам), влаге и истиранию. Имеет характерный черный цвет. Маркируется через равные промежутки с указанием марки кабеля, номинального напряжения, сечения, года изготовления и производителя.
Основные технические характеристики
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um) | 8,7/15 кВ (17,5 кВ) |
| Система измерения напряжения | По ГОСТ: U0 – напряжение между жилой и землей; U – междуфазное напряжение; Um – максимальное рабочее напряжение. |
| Частота | 50 Гц |
| Диапазон рабочих температур | От -50°C до +50°C (для монтажа без предварительного подогрева до -15°C) |
| Допустимая температура жилы | Длительно: +90°C В аварийном режиме (не более 8 ч/год): +130°C При коротком замыкании (до 5 с): +250°C |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | Не менее 15 наружных диаметров кабеля |
| Срок службы | Не менее 30 лет |
Сечения жил и электрические параметры
Кабель выпускается на стандартный ряд сечений медной жилы. Важнейшими электрическими параметрами являются допустимый длительный ток нагрузки и сопротивление жилы.
| Номинальное сечение жилы, мм² | Наружный диаметр кабеля, мм (примерно) | Сопротивление жилы при +90°C, Ом/км, не более | Допустимый длительный ток нагрузки, А* |
|---|---|---|---|
| 50 | 40-45 | 0,494 | 215 |
| 70 | 45-50 | 0,348 | 265 |
| 95 | 50-55 | 0,252 | 320 |
| 120 | 55-60 | 0,206 | 365 |
| 150 | 60-65 | 0,161 | 415 |
| 185 | 65-70 | 0,132 | 470 |
| 240 | 70-78 | 0,102 | 540 |
Область применения и особенности монтажа
Кабель ПвКсП 15 кВ предназначен для создания и реконструкции кабельных линий электропередачи в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью. Основные сферы применения:
Ключевые требования при монтаже:
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами (кабелями с бумажно-пропитанной изоляцией)
Преимущества кабеля ПвКсП:
Недостатки/особенности:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. В чем разница между кабелями ПвКсП и АПвКсП?
Буква «А» в начале маркировки (АПвКсП) обозначает, что токопроводящая жила изготовлена из алюминия. Все остальные элементы конструкции идентичны. Алюминиевый кабель дешевле и легче, но имеет большее электрическое сопротивление и меньшую механическую прочность на изгиб по сравнению с медным аналогом того же сечения.
2. Почему в маркировке указано 15 кВ, а в документации часто пишут «на напряжение 10 кВ»?
Это связано с разными системами классификации. По ГОСТ 18410-73 и реальным испытательным напряжениям, кабель с изоляцией, рассчитанной на U0/U = 8,7/15 кВ, относится к классу напряжения 10 кВ. Цифра 15 кВ в маркировке указывает на номинальное междуфазное напряжение, на которое рассчитана изоляция. Таким образом, этот кабель применяется в сетях 6-10 кВ с запасом по прочности.
3. Обязательно ли заземлять медный экран с двух сторон?
Да, это обязательное требование ПУЭ и условие безопасности. При обрыве или отсутствии заземления на одном из концов, на экране может появиться опасное для жизни напряжение, приближающееся к фазному. Кроме того, незаземленный экран не выполняет своей защитной функции.
4. Можно ли прокладывать несколько кабелей ПвКсП в одной траншее без снижения нагрузки?
Нет, при параллельной прокладке в земле нескольких кабелей (обычно более одного) возникает взаимный нагрев. Для учета этого эффекта вводятся понижающие коэффициенты к допустимому току, которые зависят от количества кабелей, расстояния между ними и способа прокладки. Эти коэффициенты приведены в ПУЭ гл. 1.3.
5. Что означает аббревиатура XLPE и чем она отличается от материала изоляции ПвКсП?
XLPE (Cross-Linked Polyethylene) – это международное обозначение сшитого полиэтилена, того самого материала, который в отечественной маркировке обозначается буквой «П» (для силанольносшитого полиэтилена). Это один и тот же класс материалов, разница может быть лишь в технологии сшивания (пероксидная или силановая) и рецептуре, но конечные эксплуатационные характеристики близки.
6. Какой кабель выбрать для прокладки в земле с высокой коррозионной активностью: ПвКсП или АПвКсП?
Для агрессивных грунтов оба кабеля имеют достаточную защиту благодаря двойной ПВХ оболочке и оцинкованной броне. Однако медная жила и медный экран кабеля ПвКсП обладают более высокой коррозионной стойкостью по сравнению с алюминием и сталью. В особо тяжелых условиях рекомендуется дополнительная защита в виде кабеля, проложенного в асбоцементных или полиэтиленовых трубах.
Заключение
Кабель ПвКсП 1-х жильный 15 кВ является современным, надежным и технологичным решением для строительства и модернизации распределительных сетей среднего класса напряжения. Его конструкция, основанная на изоляции из сшитого полиэтилена, обеспечивает высокие электрические и механические характеристики, длительный срок службы и удобство монтажа. Правильный выбор сечения, соблюдение норм прокладки, заземления и качественный монтаж соединительных аксессуаров являются ключевыми условиями для безаварийной эксплуатации кабельной линии на протяжении всего ее жизненного цикла.