Кабель ПвКсП 6 кВ: технические характеристики, конструкция и область применения
Кабель ПвКсП 6 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) на напряжение 6 кВ, предназначенный для стационарной прокладки в земле (траншеях) без дополнительной защиты. Аббревиатура расшифровывается следующим образом: П – изоляция из силанольносшитого полиэтилена, в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката, Кс – экран жилы из медных проволок (концентрических), П – экран из медных проволок поверх изоляции (поясная экранировка). Данный тип кабеля является современной и надежной альтернативой кабелям с бумажно-пропитанной изоляцией (например, СБ) и широко применяется в электросетях среднего напряжения.
Конструкция кабеля ПвКсП
Конструкция кабеля ПвКсП 6 кВ является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая высокую электрическую прочность, механическую стойкость и долговечность.
- Токопроводящая жила: Как правило, выполняется из меди, секторной или круглой формы. Сечение жилы соответствует стандартным рядам от 50 до 240 мм² и более. Использование меди обеспечивает высокую проводимость, стойкость к окислению и хорошие механические свойства.
- Экран жилы (ЭЖ): В кабелях марки ПвКсП экран жилы выполнен в виде оплетки из медных проволок, наложенной поверх полупроводящего экрана. Это обеспечивает равномерное распределение электрического поля вокруг жилы и служит для отвода токов утечки. Буква «Кс» в маркировке указывает именно на этот конструктивный элемент.
- Полупроводящий экран на жиле: Слой из сшитого полупроводящего полиэтилена, наложенный непосредственно на токопроводящую жилу. Выравнивает микронеровности поверхности жилы и предотвращает возникновение локальных перенапряжений в изоляции.
- Изоляция: Основной изоляционный слой из силанольносшитого полиэтилена (СПЭ). Этот материал обладает высокой диэлектрической прочностью, отличными температурными характеристиками (допускает нагрев до 90°C в длительном режиме и до 250°C при коротком замыкании), стойкостью к влаге и химическим воздействиям. Толщина изоляции нормирована для напряжения 6 кВ.
- Полупроводящий экран на изоляции: Внешний полупроводящий слой, наложенный поверх основной изоляции. Вместе с экраном на жиле формирует цилиндрический конденсатор, обеспечивая радиальное распределение электрического поля в изоляции.
- Поясной экран (ЭП): Выполнен в виде оплетки из медных проволок (обозначается буквой «П» в маркировке). Служит для заземления и защиты от внешних электромагнитных помех, а также является нулевой точкой для симметрирования трехфазной системы. В случае повреждения основной изоляции через него замыкается ток на землю, что приводит к срабатыванию защит.
- Разделительный слой: Чаще всего представляет собой ленту из полиэтилентерефталата (лавсан), наложенную поверх поясного экрана. Предотвращает возможное повреждение оболочки об острые кромки проволок экрана.
- Оболочка: Защитная оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Обеспечивает защиту от механических повреждений, влаги, агрессивных сред (почвенных химикатов) и распространения пламени. Цвет оболочки, как правило, черный.
- Распределительные сети 6 кВ (питание РП, ТП, КТП).
- Питание мощных электродвигателей на промышленных предприятиях (насосы, вентиляторы, дробилки).
- Прокладка в кабельных туннелях, коллекторах, по эстакадам и в производственных помещениях.
- Прокладка в земле (траншеях) при условии отсутствия значительных растягивающих усилий и механических повреждений.
- Прокладка осуществляется при температуре не ниже -15°C. При более низких температурах требуется предварительный подогрев кабеля в барабанах.
- Минимальный радиус изгиба при прокладке составляет 15 наружных диаметров кабеля для одножильных и 10 наружных диаметров для трехжильных кабелей.
- При прокладке в земле необходима песчаная подушка толщиной не менее 100 мм, защита от механических повреждений (кирпич, бетонные плиты, сигнальная лента) и обратная засыпка мягким грунтом.
- Обязательным требованием является качественное заземление обоих экранов (жилы и поясного) с двух сторон линии. Это необходимо для безопасности и корректной работы релейной защиты (например, дифференциальной или направленной защиты от замыканий на землю).
- При монтаже концевых и соединительных муфт требуется строгое соблюдение технологии, чистота и обезжиривание поверхностей изоляции и экранов.
- Высокая надежность и долговечность: Изоляция из СПЭ не подвержена старению из-за гигроскопичности, в отличие от бумажно-пропитанной.
- Отличные диэлектрические и механические свойства: Высокая стойкость к тепловым перегрузкам и токам КЗ.
- Упрощенный монтаж и обслуживание: Отсутствие ограничений по перепаду высот при прокладке, что критично для кабелей с масло-бумажной изоляцией.
- Меньший вес и внешний диаметр при аналогичных сечениях по сравнению с кабелями СБ, что облегчает транспортировку и прокладку.
- Высокая стойкость к химической и электролитической коррозии.
- Чувствительность к точечным механическим повреждениям (надрезы, задиры) при монтаже, которые могут стать очагом развития электрического дерева.
- Более высокая стоимость по сравнению с кабелями с изоляцией из ПВХ или бумаги.
- Необходимость использования специального инструмента и обученного персонала для монтажа муфт.
- Требовательность к качеству заземления экранов.
- По допустимому длительному току нагрузки (нагреву) с учетом условий прокладки и поправочных коэффициентов (ПУЭ, гл. 1.3).
- По потере напряжения (для протяженных линий).
- По термической стойкости к токам короткого замыкания.
- По экономической плотности тока (для сетей промышленных предприятий с большим числом часов использования максимума нагрузки).
Основные технические характеристики и параметры
Кабель ПвКсП 6 кВ изготавливается в соответствии с техническими условиями ТУ 16-705.500-2006 и другими аналогичными стандартами. Его ключевые параметры представлены в таблицах ниже.
Таблица 1. Электрические и температурные характеристики
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U, кВ | 6/10 |
| Максимально допустимая рабочая температура жилы | +90°C |
| Допустимая температура жилы при коротком замыкании (не более 5 сек) | +250°C |
| Допустимая температура при перегрузке | +130°C |
| Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева | -15°C |
| Температурный диапазон эксплуатации | от -50°C до +50°C |
| Сопротивление изоляции, не менее | 100 МОм·км |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц после прокладки, продолжительность 5 мин. | 12 кВ |
Таблица 2. Допустимый длительный ток нагрузки (пример для прокладки в земле, температура грунта +25°C, тепловое сопротивление 1.0 К·м/Вт)
| Сечение жилы, мм² | Одножильный кабель, А | Трехжильный кабель, А |
|---|---|---|
| 50 | 235 | 200 |
| 70 | 285 | 240 |
| 95 | 340 | 290 |
| 120 | 390 | 335 |
| 150 | 445 | 380 |
| 185 | 505 | 435 |
| 240 | 590 | 510 |
Примечание: Точные значения токов нагрузки зависят от конкретных условий прокладки (глубина, температура грунта, количество кабелей в траншее, наличие охлаждения) и должны быть рассчитаны в соответствии с ПУЭ 7-го издания.
Область применения и особенности монтажа
Кабель ПвКсП 6 кВ предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6 кВ частотой 50 Гц. Основные сферы применения:
Особенности монтажа и эксплуатации:
Преимущества и недостатки по сравнению с кабелями других типов
Преимущества кабеля ПвКсП 6 кВ:
Недостатки и ограничения:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем ключевое отличие ПвКсП от ПвП?
Основное отличие заключается в конструкции экрана токопроводящей жилы. В кабеле ПвКсП экран жилы выполнен из медных проволок (оплетка), а в кабеле ПвП – в виде медной ленты, наложенной продольно или спирально. Кабель с проволочным экраном (Кс) часто считается более гибким и надежным в плане обеспечения непрерывности экрана при изгибах.
Можно ли прокладывать кабель ПвКсП 6 кВ в воздухе (по фасадам, на эстакадах)?
Да, можно. Оболочка из ПВХ пластиката обеспечивает защиту от ультрафиолетового излучения и атмосферных осадков. Однако при открытой прокладке в зонах возможных механических повреждений рекомендуется дополнительная защита (кабельные лотки, короба). Необходимо также учитывать допустимые токовые нагрузки для прокладки в воздухе, которые отличаются от нагрузок для прокладки в земле.
Как правильно выбрать сечение кабеля ПвКсП 6 кВ?
Выбор сечения производится по следующим критериям, в порядке проверки:
Окончательный выбор должен быть сделан на основе расчета.
Обязательно ли заземлять экраны кабеля с двух сторон?
Да, для кабелей на напряжение 6 кВ с изоляцией из СПЭ и металлическими экранами обязательно двустороннее заземление экранов. Это обеспечивает безопасность персонала (снижает напряжение прикосновения на оболочке), создает путь для тока короткого замыкания на землю для срабатывания защит, а также предотвращает возникновение перенапряжений. В некоторых схемах (при большой длине линии) может применяться заземление через ограничитель напряжения (поперечная связь), но это требует специального проектного решения.
Что означает маркировка «ож» в дополнение к ПвКсП?
Маркировка «ож» указывает на то, что токопроводящая жила является однопроволочной (монолитной). Если жила многопроволочная, может указываться «мж» или не указываться вовсе, так как многопроволочная жила является распространенным исполнением для сечений, где требуется гибкость.
Какой срок службы у кабеля ПвКсП 6 кВ?
Номинальный срок службы, заявляемый производителями, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может быть больше и зависит от условий прокладки, режимов работы (наличие перегрузок), качества монтажа и отсутствия внешних повреждений.
Заключение
Кабель ПвКсП 6 кВ является современным, технологичным и надежным решением для построения сетей среднего напряжения. Его конструкция с изоляцией из сшитого полиэтилена и двойным экранированием обеспечивает высокий уровень эксплуатационных характеристик, безопасности и долговечности. Правильный выбор сечения, соблюдение норм прокладки и монтажа, а также качественное заземление экранов являются обязательными условиями для эффективной и безаварийной работы кабельной линии на протяжении всего срока службы. При проектировании новых и реконструкции существующих сетей 6 кВ кабель ПвКсП обоснованно считается одним из основных видов кабельной продукции.