Кабель ПвКВ 1х500: технические характеристики, конструкция и область применения
Кабель ПвКВ 1х500 представляет собой одножильный силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) на напряжение 10, 20 и 35 кВ. Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Его основное применение — прокладка в земле (траншеях), кабельных каналах, туннелях, шахтах, коллекторах, а также на открытом воздухе при условии защиты от прямого солнечного излучения и механических повреждений. Аббревиатура ПвКВ расшифровывается следующим образом: П — изоляция из сшитого полиэтилена, в — оболочка из поливинилхлоридного пластиката, К — кабель, В — наличие медной жилы (по ГОСТ 16442-80, на смену которому пришел ГОСТ 31996-2012).
Конструкция кабеля ПвКВ 1х500
Конструкция кабеля является многослойной и включает в себя несколько ключевых элементов, каждый из которых выполняет строго определенную функцию.
- Токопроводящая жила. Выполнена из медной проволоки (материал — медь марки М1 по ГОСТ 859-2001). Для сечения 500 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы, что позволяет уменьшить общий диаметр кабеля и экономить материалы при изготовлении. Жила может быть как однопроволочной (для повышенной жесткости), так и многопроволочной (для улучшения гибкости). Класс гибкости обычно 1 или 2.
- Экран по жиле (внутренний полупроводящий слой). Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его задача — выравнивание электрического поля и предотвращение возникновения локальных перенапряжений на границе жила-изоляция.
- Изоляция. Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина изоляции нормирована в зависимости от номинального напряжения. Для кабеля на 10 кВ — 4,5 мм, на 35 кВ — 10,0 мм. Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) придает материалу повышенные температурные характеристики: длительно допустимая температура жилы увеличивается до +90°C, а кратковременно допустимая — до +130°C (при коротком замыкании) и +250°C (при перегрузке).
- Экран по изоляции (внешний полупроводящий слой). Также выполнен в виде экструдированного слоя. Вместе с внутренним экраном образует коаксиальную систему, обеспечивающую радиальное распределение электрического поля.
- Медный экран (поясная экранировка). Выполнен в виде медных проволок, наложенных спирально поверх внешнего полупроводящего слоя, или в виде медной ленты, наложенной продольно. Сечение медного экрана стандартизировано (например, 25, 35, 50 мм²) и выбирается в зависимости от требований к току короткого замыкания. Основные функции: защита от внешних электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля, использование в качестве проводника для токов утечки и токов короткого замыкания.
- Разделительный слой. Как правило, представляет собой ленту из полиэтилентерефталата (ПЭТ, лавсан) или крепированную бумагу, наложенную поверх экрана. Предотвращает возможное повреждение оболочки об острые кромки экрана.
- Оболочка. Выполнена из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката. Защищает внутренние элементы кабеля от механических повреждений, агрессивных сред (влаги, химикатов) и служит дополнительным барьером от электрического пробоя. Цвет оболочки обычно черный.
- Магистральные линии электропередачи 6-35 кВ в городах и на промышленных предприятиях.
- Вводы и выводы мощности на подстанциях и распределительных пунктах.
- Питание мощных электроприемников: двигателей, печей, трансформаторов.
- Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах) с высокой плотностью размещения.
- Участки трасс с повышенными требованиями к пожарной безопасности (оболочка из ПВХ пониженной горючести).
- Преимущества:
- Более высокая допустимая рабочая температура (+90°C против +70°C для маслонаполненных).
- Отсутствие риска утечки масла и, как следствие, более высокая экологическая безопасность.
- Меньший вес и радиус изгиба, что упрощает транспортировку и монтаж.
- Возможность прокладки на вертикальных и наклонных участках без ограничений, связанных с перепадом уровней.
- Более простая и чистая процедура монтажа муфт и концевых заделок.
- Меньшие потери в изоляции.
- Недостатки:
- Чувствительность к точечным механическим повреждениям (задирам, надрезам) при монтаже, которые могут стать очагами развития электрических деревьев.
- Более высокая стоимость по сравнению с кабелями с изоляцией из ПВХ или бумажно-пропитанной изоляцией на то же напряжение.
- Требовательность к качеству монтажа аксессуаров (муфт, концевых заделок).
- На оболочке: Марка кабеля (ПвКВ), номинальное напряжение (например, 20 кВ), количество и сечение жил (1х500), ГОСТ, год изготовления, товарный знак завода-изготовителя.
- На бирке барабана: Помимо данных с оболочки, указывается длина кабеля в метрах, масса барабана брутто и нетто, габаритные размеры, стрелка направления вращения при размотке.
Основные технические характеристики и параметры
Технические параметры кабеля ПвКВ 1х500 регламентируются ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 1, 3, 6, 10, 20, 35 кВ».
Таблица 1. Электрические и механические характеристики
| Параметр | Значение / Описание | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U (Um) | 10/10 (12) кВ; 20/20 (24) кВ; 35/35 (40,5) кВ | U0 — напряжение между жилой и землей, U — между жилами, Um — максимальное |
| Сечение основной жилы | 500 мм² | Фактическое сечение соответствует ГОСТ и имеет допустимое отклонение |
| Материал жилы | Медь | Класс 1 или 2 по гибкости |
| Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более | 0,0367 Ом/км | По ГОСТ 22483-2012 |
| Испытательное переменное напряжение промышленной частоты | Для 10 кВ: 22 кВ (на 10 мин.) Для 35 кВ: 77 кВ (на 10 мин.) | После изготовления на заводе |
| Допустимая температура жилы при длительной эксплуатации | +90°C | |
| Максимальная температура жилы при коротком замыкании | +250°C (длительность не более 5 сек.) | Рассчитывается для конкретных условий КЗ |
| Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева | -15°C | При более низких температурах требуется подогрев |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | 15-20 наружных диаметров кабеля | Зависит от конструкции жилы (одно- или многопроволочная) |
Таблица 2. Допустимые длительные токовые нагрузки (пример для 10 кВ)
| Условия прокладки | Количество кабелей в траншее | Допустимый длительный ток, А |
|---|---|---|
| В земле (грунт с теплопроводностью 1,2 К·м/Вт, температура земли +15°C, глубина прокладки 0,7 м, расстояние между кабелями 250 мм) | 1 | 740 — 780 |
| 2 | 640 — 680 | |
| 3 | 590 — 620 | |
| В воздухе (температура воздуха +25°C) | Одиночная прокладка | 830 — 870 |
Примечание: Точные значения токовых нагрузок определяются по ПУЭ 7 изд. Глава 1.3, с учетом всех поправочных коэффициентов на температуру среды, группировку и т.д.
Область применения и особенности монтажа
Кабель ПвКВ 1х500 применяется в сетях среднего напряжения, где требуется высокая пропускная способность и надежность. Основные сферы применения:
Особенности монтажа: При прокладке в земле необходимо использовать песчаную подушку и защиту сверху кирпичом или сигнальной лентой. Запрещена прокладка в одной траншее с кабелями низкого напряжения (до 1 кВ) без специальных перегородок. При протяжке в кабельных каналах обязательно использование кабельной смазки для снижения трения. Из-за большого веса и жесткости кабеля (особенно с однопроволочной жилой) требуются специальные механизмы для разгрузки, транспортировки барабанов и раскатки. Обязательным этапом после прокладки, но до подключения, является проведение высоковольтных испытаний повышенным напряжением постоянного тока или очень низкой частоты (VLF).
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами (например, с кабелем с бумажно-масляной изоляцией)
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается кабель ПвКВ от кабеля ПвП?
Основное отличие — в материале внешней оболочки. У кабеля ПвП оболочка выполнена из полиэтилена (обозначение «П» в конце маркировки). Полиэтиленовая оболочка обладает лучшими влагозащитными и механическими характеристиками, но является горючей. ПВХ-оболочка кабеля ПвКВ (обозначение «В») обладает стойкостью к распространению горения, что критично для прокладки в зданиях и коллекторах. Выбор зависит от условий прокладки и требований пожарной безопасности.
Почему для сечения 500 мм² часто используется секторная жила?
Секторная или сегментная форма жилы позволяет более эффективно использовать внутреннее пространство кабеля. По сравнению с круглой жилой того же сечения, это приводит к уменьшению общего диаметра кабеля, экономии материалов изоляции и оболочки, снижению веса и улучшению условий теплоотвода.
Как правильно выбрать сечение медного экрана?
Сечение экрана (16, 25, 35, 50 мм²) выбирается исходя из расчетного тока короткого замыкания в месте установки кабеля и его длительности. Экран должен выдерживать термическое воздействие тока КЗ без повреждения. Требуемое сечение рассчитывается по формулам, учитывающим величину и время действия тока КЗ, и указывается в техническом задании. Стандартный выбор для сечения жилы 500 мм² — 25 или 35 мм².
Каков срок службы кабеля ПвКВ 1х500?
Номинальный срок службы, заявленный производителями и установленный ГОСТ, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может быть больше и сильно зависит от условий прокладки, режима работы (постоянные перегрузки сокращают срок), качества монтажа и соблюдения правил технической эксплуатации.
Можно ли использовать кабель ПвКВ для прокладки в воде?
Нет, стандартная конструкция кабеля ПвКВ не предназначена для длительной прокладки в воде. Хотя ПВХ-оболочка обладает определенной влагостойкостью, для прокладки в водоемах, болотах или в условиях постоянного подтопления следует применять кабели со специальной герметизированной конструкцией, например, с алюминиевой или свинцовой герметизирующей оболочкой под внешним покровом.
Что означают маркировки на барабане и самой оболочке кабеля?
Маркировка содержит всю необходимую информацию для идентификации:
Заключение
Кабель ПвКВ 1х500 является современным, надежным и высокотехнологичным решением для построения сетей среднего напряжения. Его конструкция на основе сшитого полиэтилена обеспечивает высокие электрические и температурные характеристики, а применение меди в жиле гарантирует отличную проводимость и стойкость к коррозии. Правильный выбор, монтаж и эксплуатация данного кабеля с учетом всех нормативных требований (ПУЭ, ГОСТ, СНиП) являются залогом долговечной и безотказной работы энергетического объекта. При проектировании систем электроснабжения необходимо тщательно анализировать условия прокладки, токовые нагрузки и требования к безопасности, чтобы в полной мере реализовать преимущества этой кабельной продукции.