Кабель ПвПу 1х50
Кабель ПвПу 1х50: полное техническое описание и область применения
Кабель ПвПу 1х50 представляет собой одножильный силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для стационарной прокладки в электрических установках на номинальное переменное напряжение до 35 кВ включительно частотой 50 Гц. Конструкция кабеля оптимизирована для передачи и распределения электрической энергии в сетях с изолированной или заземленной нейтралью, где предъявляются высокие требования к надежности, долговечности и стойкости к внешним воздействиям.
Расшифровка маркировки ПвПу 1х50
- П – обозначает «провод» или «кабель» (в общепринятой трактовке для кабельной продукции).
- в – указывает на материал изоляции: вулканизированный (сшитый) полиэтилен.
- Пу – характеризует тип защитной оболочки: «у» – усиленная, из полиэтилена. Таким образом, ПвПу – это кабель с изоляцией и оболочкой из сшитого полиэтилена.
- 1х50 – указывает на количество и сечение токопроводящих жил: одна жила с номинальным сечением 50 мм².
- Строительная длина: Указывается в заказной спецификации, обычно от 200 до 600 м, в зависимости от завода-изготовителя и массы кабеля.
- Минимальный радиус изгиба: Не менее 15 наружных диаметров кабеля при прокладке и 10 – после монтажа. Для одножильных кабелей это критически важный параметр для сохранения целостности экранов и изоляции.
- Стойкость к внешним воздействиям: Оболочка из полиэтилена обеспечивает стойкость к влаге (допускается прокладка в земле с высокой влажностью, траншеях, коллекторах), к агрессивным почвам (солевым, щелочным), к грибкам и плесени.
- Пожарная безопасность: Базовая конструкция не распространяет горение при одиночной прокладке. По требованию заказчика может изготавливаться в исполнении «нг(А)-HF» – не распространяющий горение при групповой прокладке с пониженным дымовыделением и газовыделением.
- Распределительные сети среднего напряжения (6-35 кВ): Прокладка в кабельных каналах, тоннелях, коллекторах, по эстакадам и в производственных помещениях для питания мощных потребителей (трансформаторных подстанций, крупных двигателей, насосных станций).
- Вводы электроэнергии: Организация вводов от воздушных линий (ВЛ) к распределительным устройствам (РУ) подстанций и предприятий.
- Прокладка в земле (траншеях): При условии защиты от механических повреждений (укладка в трубы, использование сигнальной ленты, кирпича). Важно учитывать необходимость применения специальных мер при прокладке одножильных кабелей в ферромагнитных трубах из-за возникновения потерь на вихревые токи.
- Объекты инфраструктуры: Портовая инфраструктура, нефтеперерабатывающие заводы, горнодобывающие предприятия, где требуются кабели с высокой надежностью и стойкостью к сложным условиям.
- Заземление экранов: Экранирующая обмотка (медные проволоки) подлежит обязательному заземлению с двух концов кабеля. Это необходимо для обеспечения безопасности персонала (снятие напряжения с экрана) и нормальной работы защитной аппаратуры. При большой длине линии (обычно более 1-2 км) могут возникать значительные наведенные циркулирующие токи в замкнутом контуре экранов, что требует применения специальных схем заземления (одностороннее, поперечное соединение и перекрестное соединение экранов с установкой устройств защиты).
- Учет индуктивного сопротивления: Индуктивное сопротивление одножильного кабеля существенно зависит от способа прокладки (треугольником, в плоскости, с промежутками). Неправильная укладка может привести к неравномерному распределению токов и перегреву.
- Монтаж концевых и соединительных муфт: Требует высокой квалификации персонала. Необходимо строгое соблюдение технологии зачистки изоляции, наложения полупроводящих и изоляционных слоев, герметизации. Для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена используются специальные термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты.
- Испытания после монтажа: Перед вводом в эксплуатацию кабельная линия подвергается высоковольтным испытаниям выпрямленным напряжением (например, 6U0 в течение 10-15 минут для кабеля 10 кВ) и измерению сопротивления изоляции.
Конструкция кабеля ПвПу 1х50
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая высокий уровень электрической прочности и механической стойкости.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из медной проволоки. Для сечения 50 мм² жила может быть как однопроволочной (монолитной), так и многопроволочной (скрученной из отдельных проволок). Класс гибкости обычно соответствует 1 или 2 (по ГОСТ 22483). Медь обеспечивает высокую электропроводность, коррозионную стойкость и надежность контактных соединений.
2. Экран по жиле (полупроводящий экран)
Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его ключевая задача – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение локальных концентраций напряженности и микрополостей, что предотвращает возникновение частичных разрядов и старение изоляции.
3. Основная изоляция
Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал, полученный путем химической или радиационной сшивки молекул полиэтилена, обладает принципиально лучшими, по сравнению с ПВХ или термопластичным полиэтиленом, характеристиками: повышенной теплостойкостью (длительно допустимая температура жилы +90°C), высокой диэлектрической прочностью, стойкостью к тепловым ударам и растрескиванию.
4. Экран по изоляции (полупроводящий экран)
Накладывается поверх основного изоляционного слоя. Также изготавливается из полупроводящего сшитого полиэтилена. Вместе с экраном по жиле образует коаксиальную систему, ограничивающую электрическое поле внутри изоляции.
5. Поясная изоляция
В кабелях на напряжение 6 кВ и выше поверх экрана по изоляции может накладываться слой из электропроводящей бумаги или полимерной ленты. Она служит для дополнительного выравнивания поля и является технологическим разделительным слоем.
6. Экранирующая обмотка (медные проволоки)
Состоит из медных проволок малого сечения, наложенных спирально поверх поясной изоляции с заданным шагом. Функция – дренирование токов утечки и обеспечение симметрии электрического поля вокруг кабеля. В некоторых конструкциях может заменяться или дополняться медной лентой.
7. Защитная оболочка
Внешний слой из полиэтилена (в маркировке «Пу»). Обладает высокой механической прочностью, стойкостью к растяжению, сжатию и истиранию. Защищает внутренние элементы кабеля от влаги, агрессивных химических веществ, ультрафиолетового излучения и механических повреждений при транспортировке и прокладке. Цвет оболочки, как правило, черный.
Основные технические характеристики
Электрические параметры (для номинального напряжения 10 кВ)
В таблице приведены ключевые электрические параметры для кабеля ПвПу 1х50 на напряжение 10 кВ в соответствии с типовыми ТУ.
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U (Um), кВ | 8,7/10 (12) | U0 – напряжение между жилой и землей, U – междуфазное, Um – максимальное |
| Максимально допустимая рабочая температура жилы, °C | +90 | Длительный режим работы |
| Температура при коротком замыкании (до 4 сек), °C | +250 | Не более |
| Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева, °C | -20 | |
| Сопротивление изоляции, МОм·км, не менее | 1000 | При температуре +20°C |
| Индуктивное сопротивление, Ом/км | ~0.11 – 0.13 | Зависит от конструкции и расстояния между жилами |
| Активное сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км, не более | 0.387 | Для медной жилы 50 мм² |
| Емкость, мкФ/км | ~0.25 – 0.35 |
Механические и климатические параметры
Область применения кабеля ПвПу 1х50
Кабель предназначен для передачи и распределения электроэнергии в стационарных установках. Основные сферы применения:
Особенности монтажа и эксплуатации одножильных кабелей на среднее напряжение
При работе с кабелем ПвПу 1х50 необходимо учитывать специфику одножильных кабелей среднего напряжения:
Сравнение с аналогами (АПвПу, ПвП, АПвП)
Кабель ПвПу имеет ряд аналогов, отличающихся материалом жилы и оболочки:
| Марка кабеля | Материал жилы | Материал оболочки | Ключевое отличие и применение |
|---|---|---|---|
| ПвПу | Медь | Полиэтилен | Базовая модель. Высокая проводимость, стойкость к коррозии. Для ответственных объектов. |
| АПвПу | Алюминий | Полиэтилен | Более легкий и экономичный. Больший диаметр жилы при том же сечении. Требует специальной арматуры для соединения. |
| ПвП | Медь | Поливинилхлорид (ПВХ) | Оболочка из ПВХ менее стойка к УФ и агрессивным средам, но лучше препятствует распространению горения. Для помещений, туннелей. |
| АПвП | Алюминий | Поливинилхлорид (ПВХ) | Компромиссный вариант по цене и свойствам оболочки. |
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. В чем принципиальное отличие изоляции из сшитого полиэтилена (XLPE) от обычного ПВХ?
Сшитый полиэтилен (XLPE) обладает значительно более высокой рабочей температурой (+90°C против +70°C у ПВХ), лучшей диэлектрической прочностью, стойкостью к тепловым ударам и влаге. Он не размягчается и не течет при перегрузках, что делает кабель более надежным в эксплуатации под высокой нагрузкой.
2. Почему экран одножильного кабеля нужно заземлять с двух концов?
Двухстороннее заземление экрана обеспечивает безопасность, отводя потенциал с медных проволок на землю. Однако при большой длине линии это создает замкнутый контур, в котором наводится ЭДС от магнитного поля токоведущей жилы, приводящая к циркуляции токов и потерям. Для линий длиной более 1 км необходимо выполнять расчет и, возможно, применять схемы с одноточечным или поперечным соединением экранов.
3. Можно ли прокладывать кабель ПвПу 1х50 в земле без защиты?
Прямая прокладка в земле без дополнительной механической защиты (например, в полиэтиленовых или асбоцементных трубах, в лотках с крышкой) не рекомендуется, несмотря на прочную оболочку. Существует риск повреждения ковшами экскаваторов, грунтовыми подвижками, грызунами. Обязательно использование сигнальной ленты.
4. Как определить необходимое сечение 50 мм² для конкретного объекта?
Сечение выбирается на основе расчета по допустимому длительному току нагрузки с учетом способа прокладки (в земле, воздухе), температуры окружающей среды, количества параллельно проложенных кабелей и допустимой потери напряжения. Для предварительной оценки: медный кабель 50 мм² на напряжение 10 кВ может длительно передавать мощность около 4-5 МВА при прокладке в земле.
5. Что означает маркировка «Пу» в отличие от просто «П»?
Буква «у» в обозначении «Пу» указывает на усиленную оболочку из полиэтилена. На практике «ПвПу» и «ПвП» часто используются как синонимы для кабеля в полиэтиленовой оболочке, но в строгой трактовке «Пу» подчеркивает ее усиленное исполнение, что актуально для кабелей среднего напряжения.
6. Требуется ли для монтажа концевых муфт на ПвПу специальное оборудование?
Да, обязательно. Помимо стандартного монтажного инструмента, требуется специализированный: стрипперы для послойной зачистки изоляции и экранов, шаблоны для определения длины зачистки, аппарат для термоусадки (если используются термоусаживаемые муфты), динамометрический ключ для затяжки болтовых соединений. Работы должны выполнять обученные и аттестованные специалисты.
Заключение
Кабель ПвПу 1х50 является современным, надежным решением для построения распределительных сетей среднего класса напряжения. Его конструкция на основе сшитого полиэтилена обеспечивает высокие электрические и эксплуатационные характеристики, долгий срок службы (не менее 30 лет) и минимальные эксплуатационные расходы. Корректный выбор, проектирование трассы прокладки с учетом особенностей одножильных экранированных кабелей, а также профессиональный монтаж и заземление являются обязательными условиями для создания безопасной и бесперебойной системы электроснабжения.