Кабель ПвВ 3х50: технические характеристики, конструкция и область применения
Кабель ПвВ 3х50 – это силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) на напряжение 6-35 кВ, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Маркировка расшифровывается следующим образом: П – провод (в общепринятой трактовке – кабель), в – изоляция из вулканизированного (сшитого) полиэтилена, В – оболочка из поливинилхлоридного пластиката. Цифра 3 обозначает количество основных токопроводящих жил, а 50 – номинальное сечение каждой жилы в квадратных миллиметрах.
Конструкция кабеля ПвВ 3х50
Конструкция кабеля ПвВ 3х50 является многослойной и разработана для обеспечения высокой электрической прочности, механической стойкости и долговечности.
- Токопроводящая жила: Жила сечением 50 мм² выполняется из медной проволоки (как правило, круглой формы, однопроволочной или многопроволочной в зависимости от гибкости класса 1 или 2 по ГОСТ). Медь обеспечивает высокую проводимость, коррозионную стойкость и надежность контактных соединений.
- Экран по жиле (полупроводящий экран): Поверх жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его функция – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение возникновения частичных разрядов, разрушающих изоляцию.
- Изоляция: Основной изоляционный слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал, подвергнутый процессу вулканизации (сшивке молекул), обладает превосходными диэлектрическими свойствами, высокой термостойкостью (допустимая температура длительной эксплуатации +90°C), стойкостью к тепловым ударам и механической прочностью.
- Экран по изоляции (полупроводящий слой): Поверх изоляции накладывается второй экструдированный полупроводящий слой. Он служит для симметрирования электрического поля и является внутренней частью общего экранирующего комплекса.
- Поясная изоляция: В кабелях на напряжение 20 кВ и выше поверх скрученных экранированных жил может накладываться поясная изоляция из полупроводящей ленты.
- Металлический экран: Обязательный элемент конструкции. Выполняется в виде медной ленты, гофрированной медной ленты или оплетки из медных проволок. Основные функции: защита от внешних электромагнитных помех, замыкание токов утечки при повреждении изоляции на землю, обеспечение безопасного монтажа (заземление). Для сечения 50 мм² часто применяется экран из медных проволок, который также может служить нулевой жилой в сетях с изолированной нейтралью.
- Оболочка: Наружный защитный слой из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Оболочка защищает внутренние элементы кабеля от механических повреждений, агрессивных сред (химических, атмосферных), влаги и обеспечивает необходимые противопожарные свойства (не распространяет горение при одиночной прокладке). Цвет оболочки, как правило, черный.
- Минимальный радиус изгиба: 15-20 наружных диаметров кабеля при прокладке. Для кабелей с многопроволочными жилами радиус может быть меньше.
- Диапазон рабочих температур: От -50°C до +50°C (для монтажа без предварительного подогрева до -15°C).
- Допустимая температура монтажа: Не ниже -15°C. При более низких температурах требуется предварительный подогрев.
- Стойкость к распространению горения: Кабель не распространяет горение при одиночной прокладке (исполнение «нг» требует специального указания и применения безгалогеновых материалов).
- Срок службы: Не менее 30 лет при соблюдении условий эксплуатации и монтажа.
- Магистральные и распределительные линии 6-35 кВ: Питание районных подстанций, распределительных пунктов (РП), трансформаторных подстанций (ТП) в городах и промышленных зонах.
- Промышленные предприятия: Питание мощного оборудования (двигатели, печи, компрессоры) и внутриплощадочные сети высокого напряжения.
- Инфраструктурные объекты: Прокладка кабельных линий для аэропортов, железнодорожных узлов, метрополитена, портов.
- Объекты энергетики: Соединения между элементами в распределительных устройствах (РУ) подстанций, выводы от силовых трансформаторов.
- Кабельные линии в грунте, кабельных каналах, туннелях, коллекторах, по эстакадам и в помещениях. Не рекомендуется для прокладки в воде без специальной броневой защиты.
- АПвВ: Имеет алюминиевые токопроводящие жилы. Обладает большим весом и диаметром при том же сечении и токовой нагрузке, требует специальных мер для обеспечения надежности контактных соединений. Более экономичен.
- ПвП и ПвПу: Имеют внешнюю защиту в виде гофрированной стальной или алюминиевой ленты (броню) и наружный шланг из полиэтилена (П) или поливинилхлорида (Пу). Предназначены для прокладки в условиях с повышенными механическими воздействиями, в том числе в грунтах с риском повреждения.
- СИП (самонесущий изолированный провод): Применяется в воздушных линиях электропередачи (ВЛ) до 35 кВ. Имеет несущий элемент (нулевую жилу или сердечник) для крепления на опорах. Конструкция и условия применения кардинально отличаются от силового кабеля для прокладки в земле.
- Транспортировка и хранение: Барабаны с кабелем должны быть закреплены. Хранение – под навесом, защищающим от прямых солнечных лучей и осадков.
- Подготовка трассы: Для прокладки в земле необходима песчаная подушка толщиной не менее 100 мм. Глубина заложения – 0,7-1,0 м. Защита от механических повреждений – кирпичом или сигнальной лентой.
- Раскатка: Запрещается сбрасывать барабаны с транспортных средств. Раскатка должна производиться с применением кабельных роликов, без рывков и перекручивания. Контроль радиуса изгиба обязателен.
- Монтаж муфт и концевой арматуры: Требует высокой квалификации персонала. Необходима тщательная зачистка, обезжиривание, послойное восстановление экранов и изоляции с использованием термоусаживаемых или холодноусаживаемых комплектующих. Обязательно заземление металлического экрана с двух сторон.
- Испытания после монтажа: Перед включением под напряжение кабельная линия подвергается высоковольтным испытаниям постоянным током (например, для кабеля 10 кВ – напряжением 40 кВ в течение 10 минут) и проверке целостности и правильности соединения экранов.
- Более высокая допустимая рабочая температура жилы: +90°C против +70°C для БПИ.
- Отсутствие риска течи масла и необходимости сложных систем маслоподпитки.
- Меньший вес и наружный диаметр при одинаковых параметрах.
- Возможность прокладки на вертикальных участках без ограничения по высоте.
- Более простая и быстрая монтаж концевой и соединительной арматуры.
- Высокая стойкость к влаге и термоциклированию.
Основные технические характеристики и параметры
Электрические параметры (для напряжения 10 кВ)
В таблице приведены ключевые электрические характеристики кабеля ПвВ 3х50 на номинальное напряжение 10 кВ.
| Параметр | Значение | Примечание / Стандарт |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U, кВ | 6/10; 8,7/15; 12/20; 18/30; 26/35 | U0 – напряжение между жилой и землей, U – междуфазное |
| Максимально допустимая рабочая температура жилы | +90°C | Длительный режим |
| Допустимая температура при коротком замыкании | +250°C | Продолжительность не более 5 сек | Сопротивление изоляции, МОм·км | Не менее 100 | При температуре +20°C |
| Емкость, мкФ/км | Приблизительно 0,3 — 0,4 | Зависит от конструкции и толщины изоляции |
| Индуктивное сопротивление, Ом/км | ~0,1 | При частоте 50 Гц |
| Активное сопротивление жилы при +20°C, Ом/км | Не более 0,387 | Для медной жилы класса 1/2 (ГОСТ 22483) |
Механические и эксплуатационные характеристики
Таблица: Длительно допустимые токи нагрузки для кабеля ПвВ 3х50
Токовые нагрузки зависят от способа прокладки и условий окружающей среды. Данные приведены для кабеля на напряжение до 10 кВ с медными жилами, при температуре земли +25°C и температуре жилы +90°C.
| Способ прокладки | Длительно допустимый ток, А | Условия |
|---|---|---|
| В земле (в траншее) | 235 — 250 | Теплоотводящая способность почвы 1,0 К·м/Вт, глубина заложения 0,7-1,0 м |
| В воздухе (на открытом воздухе, в туннеле) | 220 — 230 | Температура воздуха +25°C, свободный обдув |
| В кабельном канале (блоке) | 200 — 210 | При условии прокладки одного кабеля в канале |
Примечание: При групповой прокладке, повышенной температуре среды или иных условиях необходимо применять поправочные коэффициенты согласно ПУЭ 7-го издания, глава 1.3.
Область применения кабеля ПвВ 3х50
Кабель ПвВ 3х50 применяется для создания стационарных электрических сетей переменного тока частотой 50 Гц с номинальным напряжением до 35 кВ. Основные сферы использования:
Отличия от аналогов (кабели АПвВ, ПвП, ПвПу, СИП)
Особенности монтажа и эксплуатации
Монтаж кабеля ПвВ 3х50 должен производиться в соответствии с ПУЭ, СНиП 3.05.06-85 и инструкциями завода-изготовителя.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается кабель ПвВ от кабеля ВВГ?
Кабель ВВГ – это кабель с изоляцией и оболочкой из ПВХ на низкое напряжение до 1 кВ. Кабель ПвВ – высоковольтный кабель (6-35 кВ) с изоляцией из сшитого полиэтилена, обладающей значительно лучшими диэлектрическими и температурными характеристиками, и обязательным наличием экранов. Это кабели разного класса напряжения и назначения.
Можно ли прокладывать кабель ПвВ 3х50 в земле без дополнительной защиты?
Да, кабель ПвВ предназначен для прокладки в земле (траншее). Однако при наличии риска механических повреждений (камни, строительный мусор, активность грызунов) или в местах с повышенной нагрузкой на грунт рекомендуется прокладка в трубах (ПНД, асбестоцементных) или использование бронированных модификаций (ПвП, ПвПу). Обязательно устройство песчаной подушки и присыпки.
Какой ток короткого замыкания может выдержать кабель ПвВ 3х50?
Термическая стойкость к току короткого замыкания рассчитывается по формуле и зависит от времени действия защиты. Например, при времени отключения 0,5 секунды медная жила сечением 50 мм² способна выдержать ток короткого замыкания порядка 6-7 кА. Точный расчет должен проводиться для конкретных условий проектируемой сети.
Нужно ли заземлять металлический экран кабеля ПвВ и как это делать?
Да, заземление металлического экрана (обычно выполненного из медных проволок или ленты) обязательно с двух сторон кабельной линии. Это необходимо для безопасности персонала (снятие напряжения с экрана), обеспечения нормального режима работы кабеля и для протекания токов утечки при повреждении изоляции. Заземление выполняется через специальные заземляющие зажимы в концевых и соединительных муфтах.
Что означает маркировка «ПвВнг(А)-HF»?
Это расширенная маркировка, указывающая на специальные исполнения:
нг(А) – не распространяющий горение при групповой прокладке по категории А (наибольшая огнестойкость).
HF (Halogen Free) – безгалогенное исполнение: изоляция и оболочка из материалов, не содержащих галогены (хлор, фтор и др.). При пожаре такой кабель выделяет минимальное количество дыма и коррозионно-активных газов, что критически важно для метро, тоннелей, общественных зданий.
Как определить необходимое сечение жил, если 50 мм² недостаточно?
Сечение 50 мм² выбирается на основе расчета по допустимому току нагрузки, потере напряжения, термической стойкости к току короткого замыкания и экономической плотности тока (ПУЭ, гл. 1.3). Если расчетный ток превышает допустимый для 50 мм² (около 250А в земле), необходимо переходить на следующее стандартное сечение: 70, 95, 120 мм² и т.д. Для кабеля ПвВ доступен широкий ряд сечений.