Кабель ПвКсП 1х300

Кабель ПвКсП 1х300: полное техническое описание и область применения

Кабель ПвКсП 1х300 представляет собой одножильный силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, в медной экранированной оболочке, предназначенный для стационарной прокладки в земле (траншеях) без дополнительных защитных конструкций. Данный тип кабеля является ключевым элементом в современных высоковольтных распределительных сетях напряжением до 110 кВ включительно. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, длительный срок службы и устойчивость к сложным эксплуатационным условиям.

Расшифровка маркировки ПвКсП 1х300

• П – Изоляция из сшитого полиэтилена (Cross-linked Polyethylene, XLPE).
• в – Оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ).
• Кс – Экран по изоляции из медных проволок (концентрических проводников).
• П – Наружная защитная оболочка (покров) в виде гофрированной латунированной стальной ленты (броня).
• 1х300 – Одна жила сечением 300 мм².

Конструкция кабеля ПвКсП 1х300

Конструкция кабеля является многослойной, где каждый элемент выполняет строго определенную функцию.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из медной проволоки по ГОСТ 22483. Для сечения 300 мм² жила, как правило, имеет круглую форму и секторное уплотнение (или состоит из нескольких секторов) для оптимального заполнения пространства под изоляцией. Медь обеспечивает высокую электропроводность, стойкость к электрохимической коррозии и механическую прочность.

2. Экран на жиле (внутренний полупроводящий экран)

Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из сшитого полупроводящего полиэтилена. Его задача – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений между жилой и основной изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов (коронного разряда) – главной причины старения изоляции.

3. Основная изоляция

Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Процесс сшивания (образования поперечных молекулярных связей) придает материалу выдающиеся свойства: высокую термостойкость (допустимая температура длительной работы +90°C, перегрузки +130°C, короткого замыкания +250°C), отличные диэлектрические характеристики, механическую прочность и стойкость к трекингу. Толщина изоляции нормируется в зависимости от класса напряжения.

4. Экран по изоляции (внешний полупроводящий экран)

Аналогичен внутреннему экрану. Служит для симметричного выравнивания электрического поля вокруг изоляции.

5. Медный экран (экран из медных проволок)

Состоит из наложенных по спирали медных проволок малого диаметра. Основные функции:

• Защита от электромагнитных помех (ЭМП).
• Обеспечение симметрии электрического поля.
• Создание пути для тока короткого замыкания (токов КЗ).
• Снижение индуктивного сопротивления кабеля.

Для кабеля 1х300 сечение медных проволок суммарно должно быть не менее 25 мм² (согласно ГОСТ Р 53769-2010 и МЭК 60229).

6. Заполнитель и поясная изоляция

Пространство между экранированной жилой и броней заполняется полимерными жгутами или лентами для придания кабелю круглой формы и механической стабильности. Поверх заполнителя может накладываться поясная изоляция из ПВХ или полиэтилентерефталатных лент.

7. Броня

Выполнена в виде гофрированной латунированной стальной ленты (обозначение «П» в маркировке). Гофрирование придает гибкость. Латунирование (покрытие сплавом меди и цинка) обеспечивает надежную защиту от коррозии и хорошую адгезию к внешней оболочке. Броня предназначена для защиты от механических повреждений при прокладке в грунте, от растягивающих нагрузок и от грызунов.

8. Наружная оболочка

Изготавливается из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Оболочка защищает броню от коррозии, выполняет функцию дополнительной изоляции и предохраняет кабель от воздействия влаги, агрессивных сред (грунтов) и ультрафиолетового излучения. Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические характеристики

Таблица 1. Ключевые параметры кабеля ПвКсП 1х300

Параметр	Значение / Описание	Нормативный документ
Номинальное напряжение, U0/U (Um)	64/110 кВ (123 кВ)	ГОСТ Р 53769-2010
Сечение основной жилы	300 мм²	ГОСТ 22483
Материал жилы	Медь	—
Материал изоляции	Сшитый полиэтилен (XLPE)	—
Максимальная рабочая температура жилы	+90 °C	—
Температура при перегрузке	+130 °C	—
Температура при КЗ (до 5 с)	+250 °C	—
Минимальный радиус изгиба при прокладке	Не менее 20 наружных диаметров кабеля	—
Стойкость к переменному напряжению (испытательное, 50 Гц, 5 мин.)	160 кВ	ГОСТ Р 53769
Стойкость к импульсному напряжению (грозовому)	550 кВ	ГОСТ Р 53769
Допустимый ток нагрузки (Iдоп)*	~550-650 А (зависит от условий прокладки)	ПУЭ, гл. 1.3
Сопротивление жилы постоянному току при +20 °C, не более	0.0601 Ом/км	ГОСТ 22483
Масса 1 км кабеля	Приблизительно 9000-11000 кг	Зависит от производителя
Срок службы	Не менее 30 лет	—

• Точный расчет I_доп требует учета способа прокладки, температуры грунта, удельного теплового сопротивления и количества работающих кабелей в траншее.

Область применения и способы прокладки

Кабель ПвКсП 1х300 предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 110 кВ частотой 50 Гц. Основная сфера применения – магистральные линии электропередачи, вводы на подстанции, питание крупных промышленных предприятий и объектов инфраструктуры.

• Прокладка в земле (траншеях): Является основным и предпочтительным способом. Кабель укладывается на подготовленную подушку из мелкой земли без камней или песчаную подсыпку. Глубина прокладки – не менее 1 м до верха кабеля. При пересечении с дорогами и коммуникациями кабель должен быть защищен трубами или плитами. Благодаря броне из латунированной стали, кабель не требует дополнительных защитных кожухов (желобов), что удешевляет монтаж.
• Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах): Допускается с учетом требований пожарной безопасности. Необходимо обеспечить крепление кабеля и соблюдение расстояний между цепями.
• Прокладка в воде: Возможна при условии, что наружная оболочка и броня имеют соответствующее исполнение, стойкое к длительному воздействию влаги.

Важно: Для трехфазных систем требуется прокладка трех одножильных кабелей ПвКсП 1х300. Их взаимное расположение в траншее (в плане «треугольником» или «рядом») и расстояние между ними существенно влияют на допустимый ток нагрузки из-за взаимного нагрева.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Сравнение с кабелем с бумажно-масляной изоляцией (МНС, СЦВ):

• Преимущества ПвКсП:
  • Более высокая допустимая температура работы и перегрузки.
  • Отсутствие масла исключает риск утечек и необходимость в сложных масляных системах подпитки и сигнализации.
  • Меньший вес и радиус изгиба, что облегчает транспортировку и монтаж.
  • Возможность прокладки на вертикальных и наклонных трассах без ограничений.
  • Более простая и быстрая монтажная разделка концевых муфт.
  • Меньшие эксплуатационные затраты.
• Недостатки ПвКсП:
  • Чувствительность к точечным механическим повреждениям изоляции при монтаже (требуется аккуратность).
  • Более высокая чувствительность к частичным разрядам при наличии дефектов.
  • Исторически меньший «стаж» применения по сравнению с маслонаполненными кабелями, хотя современные материалы это компенсируют.

Сравнение с кабелем в алюминиевой оболочке (ПвПу, ПвП):

• Преимущества ПвКсП (с броней из латунированной стали):
  • Более высокая механическая прочность на разрыв и стойкость к продавливанию, что критично при прокладке в каменистых грунтах.
  • Лучшая защита от грызунов.
  • Стальная броня эффективно выдерживает растягивающие нагрузки.
• Недостатки:
  • Больший вес.
  • Несколько меньшая гибкость.
  • Теоретически более сложная технология наложения брони.

Особенности монтажа и эксплуатации

• Раскатка: Должна производиться с помощью кабельных роликов, установленных на трассе. Запрещается волочение кабеля по земле, сбрасывание с движущейся техники. Необходимо контролировать, чтобы не был превышен минимально допустимый радиус изгиба.
• Засыпка: После укладки кабель засыпается мелкой землей без шлака, камней и строительного мусора. На слой земли укладывается сигнальная лента, после чего траншея засыпается полностью.
• Соединение и оконцевание: Требуют применения специальных соединительных и концевых муфт на 110 кВ, предназначенных для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. Монтаж должны выполнять высококвалифицированные специалисты в условиях чистоты.
• Испытания после монтажа: Обязательны высоковольтные испытания постоянным напряжением (по нормам ПУЭ) или переменным напряжением очень низкой частоты (VLF).
• Мониторинг: В ответственных линиях применяется система непрерывного мониторига температуры (DTS) или частичных разрядов (PD).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается ПвКсП от ПвПг?

Основное отличие – в конструкции брони и экрана. У ПвПг экран выполнен в виде медной гофрированной ленты (или комбинации лент), а броня – из двух стальных оцинкованных лент. ПвКсП имеет экран из медных проволок и броню из одной гофрированной латунированной стальной ленты. Конструкция ПвКсП считается более гибкой и лучше приспособленной для прокладки в грунтах с возможными подвижками.

Можно ли прокладывать три одножильных кабеля ПвКсП 1х300 в одной траншее вплотную?

Нет, прокладка вплотную недопустима. ПУЭ и технические условия требуют соблюдения расстояния между соседними кабелями (как правило, не менее 250-350 мм для напряжения 110 кВ). Это необходимо для обеспечения эффективного теплоотвода и предотвращения взаимного перегрева, который резко снижает пропускную способность линии. Расположение «треугольником» является более предпочтительным с тепловой точки зрения, чем расположение «в ряд».

Как рассчитывается допустимый ток нагрузки для данного кабеля?

Расчет I_доп – сложная инженерная задача, решаемая по методикам, изложенным в ПУЭ (Глава 1.3), ГОСТ Р МЭК 60287 и кабельных каталогах. Учитываются: удельное тепловое сопротивление изоляции, экрана, оболочки и грунта; глубина прокладки; температура грунта; количество кабелей в траншее и их взаимное расположение; наличие других источников тепла рядом. Для предварительной оценки используются таблицы из справочников или программное обеспечение производителей кабеля.

Требуется ли для кабеля ПвКсП 1х300 устройство дополнительного заземления?

Да, обязательно. Медные проволочные экраны (концентрические проводники) всех трех кабелей в линии должны быть заземлены с двух сторон. Существуют различные схемы заземления: двустороннее, одностороннее, поперечное соединение и заземление через ограничители напряжения. Выбор схемы зависит от длины линии и требований к снижению потерь в экранах и токам короткого замыкания. Неправильное заземление экранов может привести к их перегреву и повреждению кабеля.

Каков реальный срок службы этого кабеля?

Заявленный производителями срок службы составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может превышать 40-50 лет при условии соблюдения правил монтажа, эксплуатации, отсутствия перегрузок и внешних механических повреждений. Критическим фактором является состояние изоляции, которое контролируется диагностическими испытаниями.

Какой документ является основным для определения требований к кабелю ПвКсП?

Основным национальным стандартом является ГОСТ Р 53769-2010 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 110 кВ». Также применяются международные стандарты серии МЭК 60840. Конкретные технические условия (ТУ) производителя не должны противоречить этим стандартам, но могут их дополнять.

Заключение

Кабель ПвКсП 1х300 представляет собой современное, технологичное решение для строительства и модернизации высоковольтных сетей 110 кВ. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена, эффективного медного экрана и прочной коррозионностойкой брони, обеспечивает высокую надежность при прокладке в земле. Правильный выбор, расчет токовой нагрузки, квалифицированный монтаж и соблюдение правил эксплуатации являются залогом долговечной и безаварийной работы кабельной линии на протяжении всего ее жизненного цикла. При проектировании новых объектов данный тип кабеля является основным конкурентом устаревающим маслонаполненным кабелям и в большинстве случаев предпочтительнее кабелей в алюминиевой оболочке для прокладки в сложных грунтовых условиях.