Кабель ПвКсП 3-х жильный: технические характеристики, конструкция и область применения
Кабель ПвКсП 3-х жильный представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для стационарной прокладки в земле (траншеях) при условии отсутствия растягивающих усилий. Расшифровка маркировки по ГОСТ 31565-2012 и ТУ 16.К71-335-2004 следующая: П – изоляция жил из силанольносшитого полиэтилена, в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката, К – броня из круглых оцинкованных стальных проволок, с – свинцовая оболочка, П – наружный защитный покров (подушка) из полимерных лент. Цифра 3 обозначает количество токопроводящих жил. Данный кабель является ключевым элементом для создания надежных кабельных линий электропередачи напряжением до 110 кВ включительно.
Конструкция кабеля ПвКсП
Конструкция кабеля ПвКсП многослойна и каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая долговечность и стабильность работы в тяжелых условиях.
Токопроводящая жила
Жилы выполняются из медной проволоки, соответствуют 1 или 2 классу по ГОСТ 22483. Для сечений от 70 мм² и выше жила, как правило, секторной или сегментной формы, что позволяет оптимизировать диаметр кабеля и расход материалов. Жилы могут быть однопроволочными (для меньших сечений) или многопроволочными.
Экран по жиле
Поверх каждой жилы накладывается экран в виде электропроводящего сшитого полиэтилена или электропроводящей ленты. Его назначение – выравнивание электрического поля вокруг жилы и предотвращение локальных перенапряжений в изоляции.
Изоляция
Основной изоляционный слой выполнен из силанольносшитого полиэтилена (Пв). Этот материал обладает высокой электрической прочностью, стойкостью к термоокислительному старению и сохраняет свойства в широком температурном диапазоне. Толщина изоляции нормирована в зависимости от номинального напряжения кабеля.
Экран по изоляции
Поверх изоляции каждой жилы наложен экран, состоящий из двух частей: полупроводящего слоя (электропроводящая лента или экструдированный слой) и медной ленты или проволок. Этот экран предназначен для отвода емкостных токов и обеспечения симметрии электрического поля.
Поясная изоляция
Скрученные изолированные жилы кабеля обматываются поясной изоляцией из электропроводящих или полупроводящих лент, что дополнительно стабилизирует электрическое поле.
Свинцовая оболочка (с)
Одна из ключевых особенностей кабеля ПвКсП. Герметичная свинцовая оболочка служит барьером для проникновения влаги и агрессивных веществ из грунта в изоляцию. Она также выполняет функцию нулевой жилы в режиме короткого замыкания. Толщина оболочки зависит от диаметра кабеля под ней.
Защитный покров под броней (подушка)
Поверх свинцовой оболочки накладывается подушка, состоящая из крепированной бумаги или полимерных лент, иногда с битумной пропиткой. Ее задача – защитить мягкую свинцовую оболочку от коррозии и механических повреждений острыми краями бронелент.
Броня (К)
Броня выполняется из оцинкованных стальных проволок круглого сечения, наложенных поверх подушки. Она обеспечивает механическую защиту от сдавливания, грызунов и других внешних воздействий при прокладке в земле.
Наружный защитный покров (П)
Внешний слой из поливинилхлоридного пластиката (обозначение «в» в маркировке относится ко всей оболочке поверх брони). Защищает броню от коррозии и обеспечивает необходимую стойкость к внешним воздействиям.
Основные технические характеристики и условия эксплуатации
Номинальное напряжение
Кабель ПвКсП выпускается на номинальное напряжение 6, 10, 35 и 110 кВ. В обозначении кабеля указывается величина U0/U (Um), например, 64/110 кВ, где U0 – напряжение между жилой и землей, U – междуфазное напряжение, Um – максимальное длительно допустимое напряжение.
Температурные режимы
- Длительно допустимая температура нагрева жил: +90°C.
- Максимальная температура при коротком замыкании (длительность не более 4 сек): +250°C.
- Допустимая температура при перегрузке: +130°C.
- Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева: -20°C.
Прокладка и монтаж
Кабель предназначен для прокладки в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, в том числе в болотистой местности, при условии отсутствия растягивающих усилий. Допускается прокладка в кабельных каналах, туннелях и помещениях. Радиус изгиба при прокладке должен быть не менее 20 наружных диаметров кабеля для многожильных кабелей с сечением жил до 50 мм² и не менее 25 диаметров для сечений от 70 мм² и выше.
Сравнительная таблица аналогов и выбор кабеля
| Марка кабеля | Конструктивные особенности | Основное назначение | Ключевые отличия от ПвКсП |
|---|---|---|---|
| ПвКсП | Сшитый полиэтилен, свинцовая оболочка, броня из проволок, ПВХ-шланг. | Прокладка в земле (траншеях), особенно в грунтах с высокой влажностью и средней коррозионной активностью. | Эталонная конструкция для влажных грунтов. |
| ПвПг | Сшитый полиэтилен, герметизация продольная и поперечная полимерными материалами, броня из лент, ПЭ-шланг. | Прокладка в земле, в т.ч. в грунтах с высокой коррозионной активностью, в агрессивных средах. | Отсутствие свинца, более легкий и гибкий, современная герметизация. |
| АПвПуг | Алюминиевая жила, сшитый полиэтилен, герметизация, броня, ПЭ-шланг. | Аналогично ПвПг, но с алюминиевой жилой для экономии. | Алюминиевый проводник, меньшая стоимость, больший диаметр при том же сечении. |
| ПвБШп | Сшитый полиэтилен, броня из стальных лент, полиэтиленовый шланг. | Прокладка в земле (кроме трасс с частыми растягивающими усилиями). | Броня из лент, а не проволок; менее стойка к растяжению, но более стойка к продавливанию. |
Расчет и выбор сечения жил кабеля ПвКсП
Выбор сечения производится по допустимому длительному току нагрузки (по таблицам ПУЭ гл. 1.3) с учетом способа прокладки, температуры грунта, количества работающих кабелей в траншее и поправочных коэффициентов. Также обязательной является проверка по потере напряжения и термической стойкости к токам короткого замыкания. Для кабелей 35 кВ и выше также учитываются потери на корону. Ниже приведена упрощенная таблица допустимых токов для кабелей ПвКсП 10 кВ при прокладке в земле (один кабель в траншее, температура грунта +20°C).
| Сечение жилы, мм² | Допустимый длительный ток, А | Примерный наружный диаметр/масса, мм/кг/км |
|---|---|---|
| 3×50 | 205 | 75 / 6500 |
| 3×70 | 250 | 80 / 7800 |
| 3×95 | 300 | 85 / 9400 |
| 3×120 | 345 | 90 / 11000 |
| 3×150 | 390 | 95 / 13000 |
| 3×185 | 440 | 105 / 15500 |
Монтаж, соединение и оконцевание
Монтаж кабеля ПвКсП требует специальной подготовки и оборудования. Соединение жил производится с помощью кабельных муфт: соединительных, стопорных и ответвительных. Для изоляции применяются термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты, рассчитанные на соответствующее напряжение и тип изоляции кабеля. Оконцевание выполняется кабельными концевыми муфтами (наружной или внутренней установки) или с помощью специализированных термоусаживаемых перчаток. Особое внимание при монтаже уделяется герметизации свинцовой оболочки и брони для предотвращения проникновения влаги.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем основное преимущество свинцовой оболочки в кабеле ПвКсП перед полимерной герметизацией?
Свинцовая оболочка обеспечивает абсолютную радиальную герметичность и является непроницаемым барьером для воды и газов на протяжении всего срока службы (50 лет и более). Она также обладает высокой стойкостью к большинству видов почвенной коррозии и служит экраном для токов короткого замыкания.
Когда целесообразно применять кабель ПвКсП, а когда современный аналог ПвПг?
Кабель ПвКсП предпочтителен при прокладке в грунтах с постоянной высокой влажностью, в болотистых местностях, в условиях, где требуется максимальная гарантия от продольного распространения влаги. Кабель ПвПг (с полимерной герметизацией) легче, гибче, не содержит свинца, что упрощает монтаж и утилизацию, и рекомендуется для большинства стандартных трасс, в том числе с высокой коррозионной активностью грунта.
Как правильно выбрать сечение жилы кабеля ПвКсП 10 кВ для проекта?
Выбор осуществляется в несколько этапов: 1) Определение расчетного тока нагрузки. 2) Выбор предварительного сечения по таблицам допустимых токов для прокладки в земле с учетом всех поправочных коэффициентов (на температуру грунта, количество кабелей в траншее, теплопроводность грунта). 3) Проверка выбранного сечения по потере напряжения (должна быть в пределах нормы ПУЭ). 4) Проверка на термическую стойкость к току короткого замыкания. Окончательное решение должно быть зафиксировано в проектной документации.
Каков реальный срок службы кабеля ПвКсП?
Номинальный срок службы, заявленный производителем и нормируемый стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации при соблюдении условий прокладки, монтажа и эксплуатационных токовых нагрузок может превышать 50 лет. Критическими факторами, сокращающими срок службы, являются длительные перегрузки, повреждение оболочек при монтаже, коррозия брони из-за повреждения наружного покрова.
Требуется ли дополнительная защита кабеля ПвКсП при прокладке в кабельной канализации?
При прокладке в блоках или каналах кабельной канализации механическая защита, обеспечиваемая броней, является достаточной. Однако необходимо учитывать повышенную пожарную опасность и соблюдать требования ПУЭ по заполнению каналов, противопожарным перегородкам и вентиляции. Также важно обеспечить отсутствие стоячей воды и мусора в каналах.
Заключение
Кабель ПвКсП 3-х жильный остается востребованным и надежным решением для строительства магистральных и распределительных кабельных линий напряжением 6-110 кВ, особенно в условиях, предъявляющих повышенные требования к влагозащите и долговечности. Его конструкция, сочетающая современную изоляцию из сшитого полиэтилена и традиционную свинцовую герметизацию с броней из стальных проволок, обеспечивает высокий уровень эксплуатационной надежности. Правильный выбор сечения, квалифицированный монтаж с применением соответствующих муфт и соблюдение условий эксплуатации являются залогом многолетней бесперебойной работы энергетической линии на базе данного кабеля.