Кабель ПвПг 10 кВ
Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвПг 10 кВ: конструкция, применение, технические характеристики
Кабель силовой марки ПвПг на напряжение 10 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6/10 кВ частотой 50 Гц. Расшифровка маркировки по ГОСТ 31565-2012 и ТУ 16.К71-335-2004: П – изоляция из сшитого полиэтилена, в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката, Пг – гибкие жилы (многопроволочные) 2-го класса. Кабель является современной, технологичной и надежной альтернативой бумажно-масляным кабелям (типа АСБл) и кабелям с изоляцией из полиэтилена (ПвВ).
Конструкция кабеля ПвПг 10 кВ
Конструкция кабеля многослойная, каждый элемент выполняет строго определенную функцию для обеспечения долговечности и безопасности эксплуатации.
- Токопроводящая жила: Выполняется из медных проволок (по ГОСТ 22483) 2-го класса гибкости. Сечение жилы определяется проектом и может варьироваться от 50 до 800 мм² и более. Использование многопроволочной жилы обеспечивает повышенную гибкость, что облегчает монтаж, особенно в стесненных условиях и на трассах со сложной геометрией.
- Экран по жиле (полупроводящий экран): Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его основная функция – выравнивание электрического поля, устранение микроскопических воздушных включений на границе жила-изоляция и предотвращение возникновения частичных разрядов, которые разрушают изоляцию.
- Изоляция: Основной изолирующий слой, выполненный из сшитого полиэтилена (XLPE). Процесс сшивания (вулканизации) молекул полиэтилена под воздействием высокой температуры и давления придает материалу уникальные свойства: высокую температурную стойкость (до 90°C в длительном режиме и до 250°C в режиме перегрузки), устойчивость к механическим нагрузкам, низкое влагопоглощение и отличные диэлектрические характеристики. Толщина изоляции нормирована стандартами и для 10 кВ составляет, как правило, 4,5 мм.
- Экран по изоляции (полупроводящий экран): Второй экструдированный полупроводящий слой, наносимый поверх изоляции. Замыкает силовые линии электрического поля внутри кабеля, обеспечивая симметричность и равномерность поля, и является обязательным элементом для кабелей на напряжение 6 кВ и выше.
- Поясная изоляция: Выполняется в виде обмотки из полупроводящей ленты или экструзии. Служит для выравнивания потенциала между экраном по изоляции и металлическим экраном.
- Металлический экран: Выполняется из медных проволок, наложенных спирально, или в виде медной ленты, наложенной продольно с перекрытием. Основные функции: защита от электромагнитных помех, обеспечение симметрии поля, создание пути для тока короткого замыкания и тока утечки (защитная функция). В трехжильных кабелях экран может быть общим.
- Демпфирующая (бандажная) лента: Накладывается поверх металлического экрана для его фиксации и защиты от повреждения.
- Оболочка: Наружный защитный слой из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Обеспечивает механическую защиту от повреждений, стойкость к агрессивным средам (масла, щелочи, кислоты), ультрафиолетовому излучению и влаге. Имеет характерную окраску (обычно черный цвет) и содержит маркировку с указанием производителя, типа кабеля, сечения, напряжения и года изготовления.
- Климатическое исполнение: УХЛ и Т, категории размещения 1-5 по ГОСТ 15150 (для умеренного и тропического климата, для прокладки на открытом воздухе и в помещениях).
- Температурный режим:
- Длительно допустимая температура нагрева жилы: +90°C.
- Допустимая температура при перегрузке: +130°C (не более 8 часов в сутки, суммарно не более 1000 часов за срок службы).
- Допустимая температура при коротком замыкании: +250°C (продолжительность КЗ не более 4 секунд).
- Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева: -15°C.
- Радиус изгиба: Не менее 15 наружных диаметров кабеля при прокладке, что является значительным преимуществом благодаря гибкой жиле и эластичной изоляции СПЭ.
- Допустимая влажность: До 98% при температуре до +35°C.
- Высокая надежность и долговечность: Срок службы не менее 30 лет. Изоляция СПЭ не стареет под воздействием тепла от тока нагрузки, в отличие от бумажно-масляной изоляции.
- Безопасность: Отсутствие масла исключает риск возгорания и утечек масла, что важно для экологии и пожарной безопасности.
- Простота монтажа и эксплуатации: Меньший вес и радиус изгиба, возможность прокладки на вертикальных участках без ограничения по высоте. Не требуется система подпитки маслом и контроль его уровня.
- Высокая стойкость к коротким замыканиям.
- Устойчивость к влаге: Не требует абсолютной герметичности оболочки для сохранения диэлектрических свойств.
- Высокая пропускная способность: Допустимая температура жилы +90°C позволяет пропускать большие токи по сравнению с кабелями с ПВХ изоляцией.
- Чувствительность к механическим повреждениям оболочки и влагопоглощению экрана: При повреждении оболочки и длительном контакте с влагой возможна водная эрозия экрана и изоляции, ведущая к пробою. Требуется тщательный контроль состояния оболочки при прокладке.
- Чувствительность к частичным разрядам: При наличии технологических дефектов в изоляции или экранах частичные разряды могут привести к постепенному разрушению изоляции.
- Более высокая стоимость по сравнению с кабелями на низкое напряжение.
- Приемка и проверка: Проверка целостности оболочки, изоляции, маркировки. Измерение сопротивления изоляции мегаомметром на 2500 В.
- Прокладка: Соблюдение радиуса изгиба (не менее 15D). Защита от механических повреждений при протяжке (ролики, направляющие). При прокладке в земле – использование песчаной подушки и защитных плит или кирпича.
- Соединение и оконцевание: Требуют высокой квалификации персонала. Используются специальные кабельные муфты (соединительные, концевые) для кабелей с изоляцией из СПЭ. Процесс включает ступенчатую зачистку изоляции с сохранением экранов, монтаж изоляционного конуса, установку гильз и заполнение муфты изоляционным материалом (термоусаживаемые или холодноусаживаемые компоненты).
- Испытания после монтажа: Обязательное проведение высоковольтных испытаний постоянным напряжением 36 кВ в течение 15 минут для проверки целостности изоляции и качества монтажа муфт.
Область применения и условия эксплуатации
Кабель ПвПг 10 кВ предназначен для прокладки в земле (в траншеях), кабельных каналах, туннелях, коллекторах, шахтах, по эстакадам, а также в помещениях. Он не распространяет горение при одиночной прокладке (исполнение «нг» требует отдельного указания в маркировке).
Технические и электрические характеристики
Основные параметры кабеля ПвПг 10 кВ регламентируются ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ» и стандартами на кабели на напряжение 6-35 кВ.
Таблица 1. Длительно допустимый ток нагрузки для кабеля ПвПг 10 кВ при прокладке в земле (траншее)
| Сечение жилы, мм² | Одножильный кабель, А | Трехжильный кабель, А |
|---|---|---|
| 50 | 245 | 200 |
| 70 | 300 | 245 |
| 95 | 355 | 290 |
| 120 | 410 | 330 |
| 150 | 465 | 370 |
| 185 | 525 | 420 |
| 240 | 605 | 485 |
Примечание: Токи указаны для условий: температура земли +15°C, глубина прокладки 0.7 м, удельное тепловое сопротивление грунта 1.0 К·м/Вт. При изменении условий необходима корректировка.
Таблица 2. Электрические характеристики изоляции при 20°C
| Параметр | Норма | Метод испытания |
|---|---|---|
| Сопротивление изоляции, МОм·км, не менее | 1000 | ГОСТ 3345 |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, кВ (продолжительность 10 мин.) | 15 | ГОСТ 2990 |
| Испытательное постоянное напряжение, кВ (продолжительность 15 мин.) | 36 | Для приемо-сдаточных испытаний |
| Емкость жилы, мкФ/км | ~0.3 — 0.5 (зависит от сечения) | Расчетный параметр |
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами
Преимущества кабеля ПвПг 10 кВ:
Недостатки:
Особенности монтажа и соединения
Монтаж кабеля ПвПг требует соблюдения правил, изложенных в ПУЭ 7-го издания, СНиП 3.05.06-85 и инструкциях заводов-изготовителей. Ключевые этапы:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем принципиальная разница между кабелями ПвПг и ПвВг 10 кВ?
Основное отличие – материал изоляции. В кабеле ПвВг используется изоляция из вулканизированного полиэтилена, которая является устаревшей технологией и имеет худшие диэлектрические и механические характеристики по сравнению со сшитым полиэтиленом (СПЭ) в кабеле ПвПг. Кабели с изоляцией из СПЭ (ПвПг) имеют более высокую допустимую температуру эксплуатации, стойкость к тепловым ударам и долговечность.
Можно ли прокладывать кабель ПвПг 10 кВ в воздухе (по фасадам, эстакадам)?
Да, кабель предназначен для прокладки в воздухе при условии защиты от прямых солнечных лучей. Для открытой прокладки рекомендуется использование кабелей в оболочке из светостабилизированного полиэтилена (маркировка «П» в конце, например, ПвПг-П) или в поливинилхлоридной оболочке, но с дополнительными защитными кожухами для предотвращения УФ-старения ПВХ.
Как правильно выбрать сечение кабеля ПвПг 10 кВ?
Выбор сечения производится по трем основным критериям: 1) По длительно допустимому току нагрузки (с учетом условий прокладки и поправочных коэффициентов). 2) По потере напряжения (должна быть в пределах норм ПУЭ). 3) По термической стойкости к токам короткого замыкания. Расчет должен выполнять проектировщик на основе исходных данных.
Что означает маркировка «ПвПг-нг(А)-LS» и в чем ее особенность?
Дополнительные обозначения указывают на специальные свойства оболочки: «нг(А)» – не распространяющий горение при групповой прокладке по категории А (наибольшая пожарная безопасность), «LS» (Low Smoke) – с пониженным дымо- и газовыделением при пожаре. Такой кабель рекомендуется для прокладки в людных местах, метро, тоннелях, многоэтажных зданиях.
Требуется ли для кабеля ПвПг 10 кВ система контроля изоляции?
Для кабельных линий 6-10 кВ с изоляцией из СПЭ, согласно ПУЭ, рекомендуется применение устройств контроля изоляции, реагирующих на токи нулевой последовательности (например, типа «Релом-СИ»). Это позволяет оперативно выявлять развивающиеся однофазные замыкания на землю и предотвращать аварии.
Какой срок службы у кабеля ПвПг 10 кВ?
Номинальный срок службы, заявленный производителями и стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может превышать этот показатель при соблюдении условий прокладки, эксплуатации и отсутствии перегрузок.
Заключение
Кабель силовой ПвПг 10 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена представляет собой современное, технологичное и надежное решение для строительства и модернизации кабельных линий среднего напряжения. Его преимущества – высокая пропускная способность, безопасность, удобство монтажа и длительный срок службы – делают его основным выбором для проектов в распределительных сетях 6/10 кВ. Успешная эксплуатация кабеля напрямую зависит от качества продукции, квалифицированного монтажа, правильного выбора аксессуаров (муфт) и соблюдения регламентов технического обслуживания и диагностики.