Кабель ПвП 10 кВ 120 мм

Кабель силовой ПвП 10 кВ 120 мм²: полный технический анализ и область применения

Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена марки ПвП на напряжение 10 кВ с номинальным сечением токопроводящей жилы 120 мм² представляет собой современное высокотехнологичное решение для стационарной прокладки в электрических сетях среднего напряжения. Данный тип кабеля широко применяется для передачи и распределения электрической энергии в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью, где линейное напряжение составляет 10 кВ, а частота 50 Гц. Конструкция кабеля ПвП 10 кВ 120 мм² оптимизирована для обеспечения высокой надежности, долговечности и удобства монтажа.

Расшифровка маркировки и конструктивные особенности

Маркировка «ПвП» расшифровывается следующим образом:

• П – изоляция из сшитого полиэтилена (Cross-linked Polyethylene, XLPE).
• в – внутренняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката (может также обозначаться как «В»).
• П – наружная оболочка из полиэтилена (для кабелей, предназначенных для прокладки в земле) или поливинилхлорида (ПвВ). В случае ПвП – оболочка из полиэтилена.

Таким образом, кабель ПвП 10 кВ 120 мм² имеет изоляцию из сшитого полиэтилена, внутреннюю экранующую оболочку и наружную защитную оболочку из полиэтилена. Полное обозначение согласно ГОСТ 31565-2012 или ТУ 16.К71-335-2004 включает также номинальное напряжение, количество и сечение жил, например: ПвП 10 1х120/16.

Детальное описание конструкции

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию.

1. Токопроводящая жила

Жила сечением 120 мм² изготавливается из медной или алюминиевой проволоки. Для данного сечения, как правило, применяется уплотненная конструкция (не однопроволочная). Медная жила обладает более высокой проводимостью, механической прочностью и стойкостью к окислению, но кабель с алюминиевой жилой (марка АПвП) имеет меньшую стоимость и вес. Класс гибкости жилы – 1 или 2 (по ГОСТ 22483).

2. Экран по жиле (полупроводящей слой)

Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный полупроводящей слой (экран). Его назначение – выравнивание электрического поля и предотвращение локальных концентраций напряженности на микронеровностях поверхности жилы, что критически важно для изоляции на 10 кВ.

3. Изоляция

Основной изоляционный слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE) методом экструзии с последующим процессом сшивки (вулканизации) под давлением. Толщина изоляции нормирована стандартами. Для кабеля на 10 кВ она составляет, как правило, 4,5 мм. Сшитый полиэтилен сохраняет эластичность и диэлектрические свойства при высоких температурах (допустимая длительная температура жилы +90°C, а в режиме перегрузки до +130°C), что является ключевым преимуществом перед старыми кабелями с бумажно-масляной изоляцией.

4. Экран по изоляции (полупроводящей слой)

Поверх изоляции накладывается второй экструдированный полупроводящей слой. Он выполняет функцию внешнего экрана, обеспечивая симметричность электрического поля вокруг изоляции и отводя емкостные токи.

5. Поясная изоляция и экран

В трехжильных кабелях поверх скрученных изолированных жил может накладываться поясная изоляция и общий экран в виде медной ленты или проводящих полимерных лент. Однако для кабеля 1х120/16, который является одножильным, этот элемент отсутствует.

6. Внутренняя защитная оболочка

Слой из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ), выполняющий функцию разделительного слоя, защиты экранов от механических повреждений и обеспечения круглой формы кабеля перед наложением брони.

7. Броня

Для кабелей, предназначенных для прокладки в земле (траншеях), обязательным элементом является броня. В кабеле ПвП 10 кВ 120 мм² она выполняется в виде двух стальных оцинкованных лент, наложенных с перекрытием. Броня обеспечивает защиту от механических повреждений (напр., при раскопках), растягивающих усилий и грызунов.

8. Наружная оболочка

Наружный защитный шланг из полиэтилена (обозначение «П» в маркировке) черного цвета. Полиэтиленовая оболочка обладает высокой стойкостью к влаге, агрессивным почвам (кислотным, щелочным) и коррозии. Для прокладки в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах) применяются кабели с оболочкой из ПВХ пониженной пожарной опасности (маркировка «ПвВ»), обладающей лучшими показателями по распространению горения и дымообразованию.

Основные технические характеристики

Таблица 1. Сводные технические параметры кабеля ПвП 10 кВ 1х120/16

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U, кВ	8,7/10
Сечение основной жилы, мм²	120
Материал жилы	Медь (Cu) или Алюминий (Al)
Количество жил	1 (одножильный)
Материал изоляции	Сшитый полиэтилен (XLPE)
Толщина изоляции, мм	4,5 (типовое значение)
Вид экрана	Полупроводящие слои + медная проволока (сечением 16 мм² для 120 мм² жилы)
Броня	Две стальные оцинкованные ленты
Наружная оболочка	Полиэтилен (ПЭ)
Допустимая температура жилы: — длительно — при перегрузке — при коротком замыкании	+90°C +130°C (не более 100 ч/год) +250°C (не более 5 с)
Минимальный радиус изгиба при прокладке	Не менее 15 наружных диаметров кабеля
Сопротивление изоляции при +20°C, МОм·км	Не менее 1000
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц после прокладки, кВ/время	16 кВ / 15 мин.
Срок службы	Не менее 30 лет

Область применения и способы прокладки

Кабель ПвП 10 кВ 120 мм² предназначен для передачи электроэнергии в сетях среднего класса напряжения. Основные сферы применения:

• Распределительные сети 6-10 кВ городской и промышленной инфраструктуры: питание отходящих линий от ГПП, РП, ЦРП к трансформаторным подстанциям 10/0,4 кВ.
• Промышленные предприятия: электроснабжение мощных электродвигателей, печей, другого высоковольтного оборудования.
• Объекты нефтегазовой и горнодобывающей отрасли: благодаря стойкости к агрессивным средам.
• Кабельные линии в земле (траншеях): это основной способ прокладки для данной марки. Требуется соблюдение требований ПУЭ (глубина прокладки не менее 0,7 м, подсыпка и засыпка песком, защита кирпичом или плитами).
• Прокладка в кабельных каналах, тоннелях, коллекторах, эстакадах и галереях: в этом случае, как правило, применяется модификация с негорючей ПВХ оболочкой (ПвВ).

Кабель не предназначен для прокладки в воздухе (по опорам) без дополнительной защиты от УФ-излучения, так как полиэтиленовая оболочка подвержена его разрушающему воздействию.

Преимущества и недостатки по сравнению с другими типами кабелей (например, с бумажной изоляцией)

Преимущества кабеля ПвП:

• Высокие допустимые температуры: Длительно допустимая температура +90°C против +70°C для кабелей с бумажной изоляцией, что позволяет пропускать больший ток.
• Отсутствие риска течи пропиточного состава: Нет ограничений по разности уровней при прокладке, в отличие от кабелей с бумажно-масляной изоляцией.
• Простота монтажа и эксплуатации: Меньший вес, большая гибкость, удобство разделки концов, отсутствие необходимости в специальных муфтах для компенсации давления масла.
• Высокая стойкость к влаге и агрессивным средам: Полностью герметичная конструкция.
• Высокая стойкость к токам короткого замыкания.
• Больший срок службы (более 30 лет) при правильной эксплуатации.

Недостатки / Особенности:

• Чувствительность к частичным разрядам: При наличии дефектов в изоляции или экране (вмятины, царапины, влага) могут возникать частичные разряды, постепенно разрушающие XLPE. Это требует высокого качества изготовления и монтажа.
• Чувствительность к механическим повреждениям при монтаже: Необходимо строго соблюдать минимальный радиус изгиба.
• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями с изоляцией из ПВХ на среднее напряжение, но сопоставимая или ниже, чем у маслонаполненных кабелей.

Требования к монтажу и эксплуатации

Прокладка кабеля ПвП 10 кВ должна осуществляться при положительной температуре окружающей среды (без предварительного подогрева). При отрицательных температурах (ниже -15°C) требуется подогрев кабеля или соблюдение особых условий (запрет на отматывание бухт, увеличение времени выдержки на солнце).

При прокладке в траншеях обязательно использование сигнальной ленты, а в зонах с высокой вероятностью механических повреждений – защитных плит. Концы кабеля до присоединения должны быть герметизированы специальными колпачками. Монтаж концевых и соединительных муфт должен выполняться квалифицированным персоналом с использованием инструментов и материалов, рекомендованных производителем кабеля. После прокладки кабельная линия подлежит приемо-сдаточным испытаниям повышенным напряжением 16 кВ промышленной частоты в течение 15 минут.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. В чем ключевое отличие кабеля ПвП от ПвВ?

Отличие заключается в материале наружной оболочки. У кабеля ПвП оболочка из полиэтилена (ПЭ), который обладает высокой стойкостью к влаге и химикатам, но поддерживает горение. Он предназначен в первую очередь для прокладки в земле. У кабеля ПвВ оболочка из поливинилхлорида (ПВХ), который является трудногорючим и менее дымообразующим. Кабель ПвВ применяется для прокладки в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, зданиях), где предъявляются требования по пожарной безопасности.

2. Какое сечение экрана (заземляющей жилы) у кабеля 120 мм² и зачем оно нужно?

Для кабеля на 10 кВ с сечением основной жилы 120 мм² типовое сечение экрана (заземляющей жилы) составляет 16 мм² (по меди). Этот экран (в виде оплетки из медных проволок или повивов) служит для замыкания на землю токов утечки через изоляцию, обеспечения симметрии электрического поля, а также для пропускания тока короткого замыкания в случае повреждения. Его сечение нормировано и должно быть достаточным для отвода тепла и обеспечения термической стойкости.

3. Можно ли прокладывать кабель ПвП в воздухе (по фасадам, эстакадам)?

Прямая прокладка кабеля ПвП с полиэтиленовой оболочкой на открытом воздухе не рекомендуется из-за отсутствия защиты от ультрафиолетового излучения, под воздействием которого полиэтилен стареет и растрескивается. Для прокладки в воздушном пространстве следует применять кабели с оболочкой из светостабилизированного полиэтилена (как правило, имеет черный цвет и специальные добавки) или с оболочкой из ПВХ (ПвВ), либо обеспечивать защиту в виде гофрированных труб или коробов.

4. Какой допустимый длительный ток нагрузки для данного кабеля?

Допустимый длительный ток нагрузки зависит от множества факторов: способа прокладки (в земле, в воздухе), температуры грунта или воздуха, количества работающих рядом кабелей, глубины прокладки. Для ориентировочной оценки можно использовать таблицы ПУЭ (Глава 1.3). Например, для одного кабеля с медной жилой 120 мм², проложенного в земле (температура грунта +15°C, тепловое сопротивление 1,2 К·м/Вт), допустимый ток составляет примерно 300 А. Для точного расчета необходимо выполнять теплотехнический расчет с учетом всех конкретных условий.

5. Требуется ли для кабеля ПвП 10 кВ специальная концевую разделку?

Да, абсолютно обязательно. Концы кабеля перед подключением к шинам РУ, аппаратам или трансформаторам должны быть оконцованы специальными концевыми заделками (муфтами) – полимерными или чулокного типа. Эти муфты обеспечивают плавный градиент электрического поля в зоне среза экрана, защищают торец кабеля от влаги и загрязнений, а также обеспечивают необходимое воздушное расстояние между фазой и землей. Монтаж должен проводиться по строгой технологической карте.

6. Что означает маркировка «8,7/10 кВ»?

Это обозначение номинального напряжения кабеля согласно международным стандартам (МЭК). Первое значение (U₀ = 8,7 кВ) – это напряжение между жилой и заземленным экраном (землей). Второе значение (U = 10 кВ) – это напряжение между жилами (междуфазное, линейное). Для трехфазной сети 10 кВ с изолированной нейтралью напряжение фаза-земля составляет 10 / √3 ≈ 5,8 кВ, но кабель выбирается с запасом. Значение 8,7 кВ соответствует классу напряжения 10 кВ для сетей с эффективно заземленной нейтралью, где в аварийном режиме напряжение на неповрежденной фазе относительно земли может повышаться.

Заключение

Кабель ПвП 10 кВ 120 мм² является современным, надежным и технологичным продуктом для строительства и модернизации кабельных линий среднего напряжения. Его конструкция на основе сшитого полиэтилена обеспечивает высокие электрические и эксплуатационные характеристики, включая повышенную допустимую температуру, стойкость к внешним воздействиям и длительный срок службы. Правильный выбор модификации (ПвП для земли, ПвВ для помещений), грамотный монтаж с применением соответствующих аксессуаров (муфт) и соблюдение правил эксплуатации являются залогом безаварийной работы линии на протяжении десятилетий. При проектировании систем электроснабжения 6-10 кВ данный тип кабеля следует рассматривать как один из основных вариантов, особенно в сравнении с морально устаревшими кабелями с бумажно-масляной изоляцией.