Кабель ПвКВ 10 кВ
Кабель ПвКВ 10 кВ: полное техническое описание, конструкция и область применения
Кабель ПвКВ 10 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) на напряжение 10 кВ, с медными жилами, в поливинилхлоридной оболочке. Данный тип кабеля является современной и высоконадежной альтернативой традиционным кабелям с бумажно-пропитанной изоляцией (например, марки АСБл) и широко применяется для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Аббревиатура ПвКВ расшифровывается следующим образом: П – изоляция из сшитого (полимеризованного) полиэтилена, в – поливинилхлоридная оболочка, К – контрольный (наличие экрана из медных проволок), В – оболочка из поливинилхлоридного пластиката. Напряжение 10 кВ указывает на номинальное линейное напряжение сети, для работы в которой предназначен кабель.
Конструкция кабеля ПвКВ 10 кВ
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая механическую прочность, электрическую надежность и долговечность.
- Токопроводящая жила: Выполняется из медной проволоки, соответствует классу 1 или 2 по ГОСТ 22483. Жила может быть однопроволочной (сечением до 50 мм²) или многопроволочной (от 25 мм² и выше). Медь обеспечивает высокую проводимость, стойкость к электрохимической коррозии и механическую гибкость.
- Экран на жиле (фазный экран): Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный полупроводящий сшитый полиэтилен. Его задача – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений на границе раздела жила/изоляция и предотвращение возникновения частичных разрядов.
- Основная изоляция: Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал получают путем химической или радиационной сшивки молекул полиэтилена, что придает ему высокие температурные характеристики (длительно допустимая температура +90°C), отличные диэлектрические свойства, стойкость к тепловому старению и механическую прочность. Толщина изоляции нормируется в зависимости от номинального напряжения.
- Экран на изоляции (поясной экран): Состоит из двух элементов. Непосредственно на изоляцию накладывается экструдированный полупроводящий сшитый полиэтилен, аналогичный фазному экрану. Поверх него наматывается медная лента или накладывается экран из медных проволок, соединенных с медной лентой. Этот слой служит для создания равномерного электрического поля, отвода емкостных токов и в качестве элемента системы защиты при коротких замыканиях.
- Заполнитель: Пространство между поясными экранами и под оболочкой заполняется термопластичным материалом или эластомерами для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.
- Поясная изоляция: Может выполняться в виде обмотки из лент или экструдированного слоя. Служит для защиты поясного экрана от механических повреждений и обеспечения адгезии с оболочкой.
- Оболочка: Выполняется из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката. Оболочка обеспечивает защиту от механических воздействий, влаги, агрессивных сред (в умеренной степени) и ультрафиолетового излучения. Цвет оболочки, как правило, черный.
- Точные значения токов нагрузки зависят от конкретных условий прокладки (температура грунта, удельное тепловое сопротивление, глубина заложения, количество кабелей в траншее) и должны определяться по актуальным методикам ПУЭ или расчетным программам.
- Прокладка в кабельных сооружениях: Туннели, коллекторы, каналы, этажи, галереи. Кабель не распространяет горение при одиночной прокладке.
- Прокладка в земле (траншее): Наиболее распространенный способ. Требует устройства песчаной подушки и засыпки, защиты кирпичом или сигнальными лентами. Допускается прокладка в грунтах любой степени коррозионной активности, включая блуждающие токи, при условии наличия оболочки из ПВХ.
- Прокладка в помещениях, туннелях, шахтах: Благодаря отсутствию наружного горючего покрова (брони) кабель имеет меньший вес и диаметр, что облегчает монтаж в стесненных условиях.
- Прокладка на специальных эстакадах и по стенам зданий.
- Преимущества:
- Более высокая допустимая температура жилы (+90°C против +70-80°C), что позволяет пропускать большие токи нагрузки при том же сечении.
- Меньший вес и наружный диаметр, что упрощает транспортировку и монтаж.
- Отсутствие ограничений по перепаду уровней при прокладке (бумажно-масляная изоляция может стекать).
- Более высокая стойкость к термическим перегрузкам и коротким замыканиям.
- Проще технология монтажа муфт и концевых заделок, не требуется контроль уровня изоляционной массы.
- Большая строительная длина (до 1000 м и более), что уменьшает количество соединений.
- Недостатки:
- Более высокая чувствительность к механическим повреждениям при монтаже (задиры, надрезы изоляции) по сравнению с бронированными кабелями.
- Чувствительность к дендритному росту (водным древовидным трещинам) при наличии локальных дефектов и длительном воздействии влаги. Требует высокого качества изготовления и монтажа.
- Как правило, более высокая стоимость на единицу длины, хотя общая экономическая эффективность часто выше из-за лучших нагрузочных способностей и простоты монтажа.
Технические характеристики и параметры
Кабель ПвКВ 10 кВ изготавливается в соответствии с ТУ 16.К71-335-2004 и другими актуальными техническими условиями. Его ключевые параметры представлены в таблицах ниже.
Таблица 1. Основные электрические и эксплуатационные характеристики
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U, кВ | 6/10 | U0 – напряжение между жилой и землей, U – междуфазное |
| Максимальное рабочее напряжение, Umax, кВ | 12 | — |
| Частота, Гц | 50 | — |
| Длительно допустимая температура жилы, °C | +90 | В нормальном режиме работы |
| Максимальная температура при КЗ, °C | +250 | Продолжительность до 5 с |
| Допустимая температура перегрузки, °C | +130 | Продолжительность до 8 ч в сутки, не более 1000 ч за срок службы |
| Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева, °C | -15 | — |
| Минимальный радиус изгиба при монтаже | 15 x Dнар | Dнар – наружный диаметр кабеля |
| Срок службы, лет | Не менее 30 | При соблюдении условий эксплуатации и монтажа |
Таблица 2. Популярные сечения жил и массо-габаритные показатели (примерные значения для трехжильного кабеля)
| Сечение жилы, мм² | Наружный диаметр, мм | Масса 1 км кабеля, кг | Допустимый длительный ток нагрузки (в земле), А* |
|---|---|---|---|
| 3×50 | 45-50 | 3500-4000 | 190-210 |
| 3×70 | 50-55 | 4500-5000 | 235-260 |
| 3×95 | 55-60 | 5500-6200 | 285-315 |
| 3×120 | 60-65 | 6500-7300 | 330-360 |
| 3×150 | 65-70 | 7800-8600 | 375-410 |
| 3×185 | 70-75 | 9200-10000 | 425-465 |
Область применения и способы прокладки
Кабель ПвКВ 10 кВ предназначен для передачи и распределения электроэнергии в сетях с изолированной нейтралью, с резистивным или дугогасящим заземлением нейтрали, где в течение длительного времени (не более 8 часов в сутки) может сохраняться напряжение между исправной фазой и землей, равное 1.73U0.
Важное ограничение: Кабель ПвКВ не предназначен для прокладки в воде (водоемах, реках), а также в блоках или трубах, заполненных водой. Для таких условий применяются кабели в свинцовой или полимерной герметичной оболочке (например, ПвП).
Преимущества и недостатки по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией (АСБл, ААБл)
Особенности монтажа и соединения
Монтаж кабеля ПвКВ требует соблюдения строгих правил. Запрещается прокладка при температуре ниже -15°C без предварительного подогрева. При раскатке необходимо контролировать радиус изгиба, не допуская его уменьшения ниже 15 наружных диаметров. Запрещается повреждение внешней оболочки и, особенно, основной изоляции. Для соединения и оконцевания используются специальные кабельные муфты – соединительные и концевые, предназначенные для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на 10 кВ. Технология монтажа муфт включает этапы: разделка конца кабеля с ступенчатой зачисткой слоев, монтаж изоляционного конуса, установка экранирующих элементов, напрессовка наконечников, заполнение муфты изоляционным материалом (заливка или наложение термоусаживаемых элементов) и восстановление экрана. Все работы должны выполняться квалифицированным персоналом с использованием специального инструмента.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем ключевое отличие кабеля ПвКВ от ПвВ?
Основное отличие – в конструкции экрана. В кабеле ПвКВ поверх полупроводящего слоя на изоляции наложен экран из медных проволок (иногда с дополнительной медной лентой). В кабеле ПвВ экран выполнен в виде одной или двух медных лент, наложенных спирально. Кабель с проволочным экраном (ПвКВ) лучше выдерживает токи короткого замыкания, так как проволочный экран имеет меньшее сопротивление. Кабель с ленточным экраном (ПвВ) несколько дешевле и имеет меньший наружный диаметр.
Можно ли прокладывать кабель ПвКВ 10 кВ открыто по фасаду здания?
Да, можно. ПВХ-оболочка обеспечивает защиту от ультрафиолетового излучения и атмосферных осадков. Однако необходимо обеспечить надежное крепление кабеля с помощью негорющих хомутов или лотков, защиту от механических повреждений (например, на высоте до 2 м) и соблюдение радиуса изгиба. Также следует учитывать возможные дополнительные требования местных нормативных документов.
Какой кабель выбрать для прокладки в земле: бронированный (ПвБШв) или ПвКВ?
Выбор зависит от условий в конкретной трассе. Кабель ПвКВ в ПВХ-оболочке допустимо прокладывать в земле при отсутствии риска механических повреждений (раскапывания техникой, воздействия камней при подвижках грунта). Если такой риск есть (например, в зонах возможных земляных работ, на пересечениях с дорогами), обязательно применение бронированного кабеля ПвБШв, который имеет две стальные оцинкованные ленты под защитным шлангом. Броня обеспечивает защиту от механических воздействий, но увеличивает вес, стоимость и сложность монтажа.
Требуется ли для кабеля ПвКВ 10 кВ дополнительная защита от грызунов?
ПВХ-оболочка не является надежной защитой от зубов грызунов (крыс, мышей). При прокладке в местах, где возможно их присутствие (подстанции, коллекторы, туннели), рекомендуется применять кабели с броней (ПвБШв) или использовать механическую защиту в виде гофрированных труб из жесткого пластика или металла, либо кирпичную защиту при прокладке в траншее.
Как определить необходимое сечение жилы кабеля ПвКВ 10 кВ для конкретной нагрузки?
Сечение выбирается по двум основным критериям: по допустимому длительному току нагрузки (нагреву) и по потере напряжения. Расчет ведется в соответствии с ПУЭ (Глава 1.3). Необходимо знать: величину расчетного тока, способ прокладки (в земле, в воздухе), температуру окружающей среды (грунта), количество кабелей в траншее и их взаимное расположение, удельное сопротивление грунта. На основе этих данных по таблицам ПУЭ или с помощью специальных расчетных программ определяется ближайшее большее стандартное сечение, удовлетворяющее условиям.
Каковы особенности монтажа концевых муфт на кабель ПвКВ 10 кВ?
При монтаже концевых муфт (КНТп, STRIK и др.) критически важно обеспечить чистоту поверхностей изоляции и полупроводящих слоев. Необходимо тщательно удалять полупроводящий экран до четкой границы без задиров основной изоляции. Для этого используется специальный инструмент. Поверхность изоляции после зачистки шлифуется и обезжиривается. Нарушение технологии, оставление графитовой пыли или задиров приводит к концентрации электрического поля и может стать причиной пробоя в процессе эксплуатации.
Заключение
Кабель ПвКВ 10 кВ является современным, технологичным и надежным решением для строительства и модернизации кабельных линий среднего напряжения. Его преимущества, такие как высокая пропускная способность, удобство монтажа и отсутствие ограничений по трассе прокладки, делают его предпочтительным выбором для большинства проектов. Однако успешная эксплуатация напрямую зависит от качества продукции, соблюдения норм проектирования трасс и, что наиболее важно, строгого следования технологиям монтажа кабельных муфт. Правильный выбор сечения, типа кабеля и способа прокладки с учетом всех внешних факторов гарантирует долговечную и бесперебойную работу энергетического объекта.