Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвВ 1-х жильный на напряжение 10 кВ: полное техническое описание и сфера применения

Кабель силовой марки ПвВ 1х жильный на напряжение 10 кВ представляет собой одножильный кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) в поливинилхлоридной оболочке, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 6/10 кВ частотой 50 Гц. Данный тип кабеля является одним из ключевых элементов современных кабельных линий электропередачи среднего класса напряжения, вытесняя традиционные кабели с бумажно-масляной изоляцией благодаря совокупности эксплуатационных преимуществ.

Расшифровка маркировки и конструкция

Маркировка ПвВ расшифровывается следующим образом:

• П – изоляция из полиэтилена, в данном случае сшитого (обозначение «сшитый» подразумевается для кабелей на напряжение от 6 кВ и выше, но в маркировке не отображается буквой).
• в – внешняя оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
• В – обозначение, что токопроводящая жила выполнена из меди (отсутствие буквы «А» указывает на медный материал). Альтернативой является марка АПвВ, где «А» означает алюминиевую жилу.
• 1-х жильный – конструктивное исполнение с одной токопроводящей жилой.
• 10 кВ – номинальное напряжение 10 кВ (фактически, кабель рассчитан на класс напряжения 6/10 кВ, где 6 кВ – напряжение между жилой и землей, 10 кВ – между жилами).

Детальное описание конструктивных элементов

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из медной проволоки, соответствует 1 или 2 классу по ГОСТ 22483. Для сечений от 16 мм² до 300 мм² жила, как правило, круглой формы, секторной или сегментной для больших сечений (от 400 мм² и выше) с целью оптимизации диаметра кабеля. Жила может быть как однопроволочной (монолитной) для малых и средних сечений, так и многопроволочной для обеспечения необходимой гибкости.

2. Экран по жиле (внутренний полупроводящий слой)

Поверх токопроводящей жилы методом экструзии наносится экструдированный полупроводящий слой из сшитого полиэтилена с сажевым наполнителем. Его основная функция – выравнивание электрического поля и предотвращение возникновения частичных разрядов (коронных разрядов) на микронеровностях поверхности жилы, что критически важно для долговечности полимерной изоляции.

3. Изоляция

Основной изоляционный слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE). Процесс сшивания (образования поперечных связей между молекулами полимера) осуществляется пероксидным способом, что резко повышает термостойкость материала (до +90°C в длительном режиме и до +250°C в режиме короткого замыкания) по сравнению с термопластичным полиэтиленом. Изоляция имеет строго нормированную и контролируемую толщину, зависящую от номинального напряжения кабеля.

4. Экран по изоляции (внешний полупроводящий слой)

Поверх изоляции наносится второй экструдированный полупроводящий слой. Он выполняет ту же функцию выравнивания поля, но уже на внешней поверхности изоляции. Вместе с экраном по жиле он формирует коаксиальную конструкцию, в которой изоляция работает в равномерном радиальном электрическом поле.

5. Экранирующая оплетка (металлический экран)

Поверх внешнего полупроводящего слоя накладывается металлический экран. В кабелях ПвВ он выполняется в виде медной ленты или оплетки из медных проволок. Его ключевые функции:

• Защита от внешних электромагнитных помех.
• Обеспечение симметрии электрического поля вокруг жилы.
• Создание пути для тока короткого замыкания и тока утечки.
• В системах с заземленной нейтралью является элементом, проводящим ток однофазного замыкания на землю.

Для одножильных кабелей экран является обязательным элементом, а его сечение нормируется в зависимости от сечения жилы и ожидаемых токов КЗ.

6. Оболочка

Наружный защитный слой из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката. Оболочка обеспечивает механическую защиту внутренних конструктивных элементов от повреждений, а также защиту от влаги, агрессивных сред (химическая стойкость) и ультрафиолетового излучения. Цвет оболочки, как правило, черный. На поверхность оболочки может быть нанесена маркировка с указанием завода-изготовителя, марки кабеля, сечения, напряжения и года производства.

Основные технические характеристики и параметры

Электрические параметры

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 6/10 кВ (12 кВ). Где U₀ = 6 кВ – напряжение между жилой и землей, U = 10 кВ – между жилами, U_m = 12 кВ – максимальное длительно допустимое напряжение.
• Испытательное переменное напряжение промышленной частоты: 18 кВ в течение 10 минут для готового кабеля после монтажа.
• Испытательное постоянное напряжение: 36 кВ в течение 15 минут (часто используется для приемо-сдаточных испытаний).
• Допустимая длительная температура нагрева жилы: +90°C.
• Допустимая температура жилы при коротком замыкании: +250°C (продолжительность КЗ не более 5 секунд).
• Допустимая температура нагрева жилы в режиме перегрузки: +130°C (не более 8 часов в сутки, суммарно не более 1000 часов в год).
• Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева: -15°C.
• Минимальный радиус изгиба при монтаже: 15 наружных диаметров кабеля для одножильных кабелей с поясной изоляцией.

Таблица 1. Примерный диапазон сечений и массо-габаритные показатели кабеля ПвВ 1х жильный 10 кВ

Номинальное сечение жилы, мм²	Примерный наружный диаметр, мм	Примерная масса 1 км кабеля, кг	Примерный ток длительно допустимый, А (проложен в земле)*
50	27-30	1100-1300	215-230
95	33-36	1700-2000	320-340
150	38-42	2500-2900	400-430
240	46-50	3800-4300	520-560
400	58-63	6200-7100	700-750
630	72-78	9500-11000	880-940

• Точные значения зависят от конкретного производителя, конструкции экрана и условий прокладки (температура грунта, удельное тепловое сопротивление, глубина заложения, количество кабелей в траншее и их взаимное расположение). Расчет допустимого тока нагрузки должен производиться по методике, приведенной в ПУЭ 7 изд. и ГОСТ Р МЭК 60287.

Область применения и способы прокладки

Кабель ПвВ 1х10 кВ предназначен для прокладки кабельных линий в электрических сетях на напряжение 6-10 кВ. Основные сферы применения:

• Распределительные сети городской и промышленной инфраструктуры: питание от распределительных подстанций (РП, ТП) до центров питания потребителей.
• Промышленные предприятия: питание мощных электродвигателей, печных установок, главных распределительных щитов (ГРЩ).
• Объекты нефтегазовой и химической промышленности, при условии стойкости оболочки к конкретным агрессивным средам.
• Станции катодной защиты магистральных трубопроводов.
• Вводы в силовые трансформаторы и другое электрооборудование подстанций.

Способы прокладки:

• В кабельных сооружениях: туннелях, коллекторах, эстакадах, галереях, по стенам и конструкциям в производственных помещениях.
• В земле (траншее): при обязательной защите от механических повреждений (бронеплитами, кирпичом, сигнальной лентой). Важно отметить, что кабель ПвВ не имеет брони, поэтому при прямой прокладке в земле в местах с повышенными механическими нагрузками требуется применение защитных труб (гофротруб из ПЭ, ПНД, металлических) или кабельных блоков.
• На открытом воздухе: при условии защиты от прямых солнечных лучей (в гофре, лотке, коробе) и при отсутствии риска механических повреждений.

Важное замечание: Для прокладки одножильных кабелей в переменных сетях необходимо учитывать явление возникновения наведенных токов в металлических экранах. При параллельной прокладке нескольких кабелей одной фазы требуется правильное их взаимное расположение (в виде треугольников или с перекладкой) и правильное заземление экранов (с одной или двух сторон) в соответствии с ПУЭ для минимизации потерь и обеспечения безопасности.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Преимущества кабеля ПвВ (СПЭ-изоляция) перед кабелями с бумажно-масляной изоляцией (например, ЦАСБл):

• Высокая надежность и долговечность: отсутствие миграции масла, стойкость к термоциклированию.
• Более высокая допустимая температура жилы: +90°C против +70°C для маслонаполненных, что позволяет пропускать больший ток по тому же сечению.
• Меньший вес и наружный диаметр при аналогичных электрических параметрах, что упрощает транспортировку и монтаж.
• Простота монтажа и соединения: не требуется сложная процедура заделки концов для остановки масла, используются стандартные муфты и концевые заделки для СПЭ-кабелей.
• Возможность прокладки на вертикальных и наклонных трассах без ограничений по перепаду высот.
• Пожароопасность ниже: полиэтилен и ПВХ не содержат масла, являются самозатухающими материалами.
• Меньшие эксплуатационные затраты: не требуется контроль и подпитка масляных барьеров.

Недостатки:

• Чувствительность к точечным механическим повреждениям (надрезам) при монтаже, которые могут стать очагом развития электрического дерева.
• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями с изоляцией из ПВХ или бумажно-масляной изоляцией на момент выбора, хотя общая стоимость жизненного цикла часто ниже.
• Необходимость строгого соблюдения технологии монтажа муфт и заделок.
• Отсутствие брони в базовом исполнении ПвВ (для прокладки в земле при повышенных требованиях следует выбирать бронированные модификации, например, ПвВБбШв).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кабель ПвВ от кабеля ПвП?

Основное отличие – в материале внешней оболочки. У кабеля ПвП внешняя оболочка выполнена из полиэтилена (ПЭ), а не из ПВХ. Полиэтиленовая оболочка обладает более высокой стойкостью к влаге (низкое водопоглощение) и агрессивным химическим средам, но менее устойчива к воздействию солнечного ультрафиолета и имеет более высокую горючесть. Кабель ПвП часто применяется для прокладки в земле, в условиях высокой коррозионной активности, в водной среде.

Как правильно выбрать сечение экрана для одножильного кабеля 10 кВ?

Сечение медного экрана (оплетки или ленты) нормируется стандартами (например, ГОСТ 31996-2012) и выбирается производителем в зависимости от сечения жилы и предполагаемых токов короткого замыкания. Для сечений жилы 50-120 мм² типовое сечение экрана 16 мм², для 150-300 мм² – 25 мм², для 400-800 мм² – 35 мм². В проекте выбор должен быть основан на расчете токов КЗ и проверке термической стойкости экрана по формуле Sэкр >= Iкз

• sqrt(t) / K, где Iкз – ток КЗ, t – время его действия, K – коэффициент, зависящий от материала (для меди ~ 250).

Обязательно ли использовать концевые муфты при подключении кабеля ПвВ 10 кВ к ячейке КРУ?

Да, обязательно. Концевая заделка (муфта) выполняет несколько критических функций: обеспечивает плавный градиент электрического поля на конце кабеля, герметизирует торец кабеля от влаги, защищает от возможных поверхностных разрядов, обеспечивает удобный и надежный контакт для подключения к шинам или аппаратуре. Использование неизолированных жил без муфты недопустимо и опасно.

Можно ли прокладывать несколько одножильных кабелей ПвВ в одной трубе?

Прокладка нескольких силовых кабелей в одной трубе не рекомендуется и часто прямо запрещена правилами (ПУЭ, СНиП). Основные причины: ухудшение условий охлаждения, что ведет к необходимости снижения допустимого тока нагрузки; сложность ремонта и замены одного кабеля без вскрытия трассы; повышенный риск распространения пожара. Каждый кабель должен прокладываться в отдельной трубе или коробе, либо применяться открытая прокладка с соблюдением расстояний.

Что означает цветовая маркировка оболочки кабеля ПвВ?

Стандартный цвет внешней оболочки кабеля ПвВ – черный. На черный фон может быть нанесена цветная продольная полоса для фазной идентификации при прокладке трехфазной линии: для сетей с изолированной нейтралью традиционно используются желтая (фаза А), зеленая (В) и красная (С) полосы. Однако конкретная маркировка должна быть указана в проектной документации. Сама оболочка не является изоляцией от напряжения 10 кВ – эту функцию выполняет внутренний слой из сшитого полиэтилена.

Какой срок службы у кабеля ПвВ 10 кВ?

Номинальный срок службы кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена, заявленный производителями и стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может превышать 40-50 лет при соблюдении условий прокладки, монтажа, эксплуатации (непревышение температуры, отсутствие перегрузок, механических повреждений, правильная работа защит) и проведении плановых диагностических испытаний.