Кабели силовые 3-х жильные сечение 500 мм с пластмассовой изоляцией
Кабели силовые трехжильные с пластмассовой изоляцией сечением 500 мм²: конструкция, применение, технические характеристики
Силовые кабели с пластмассовой изоляцией на напряжение 1, 6, 10, 20 и 35 кВ, имеющие сечение токопроводящей жилы 500 мм², представляют собой ключевой элемент в системах распределения и передачи электрической энергии средней мощности. Они предназначены для стационарной прокладки в электрических сетях переменного напряжения частотой 50 Гц. Их применение обусловлено сочетанием высокой пропускной способности, относительной простоты монтажа и эксплуатации, а также стойкостью изоляции к воздействию влаги. Данная статья детально рассматривает конструктивные особенности, нормативную базу, области применения и технические параметры этих кабелей.
Конструкция кабеля
Конструкция трехжильного кабеля 500 мм² является многослойной и строго регламентированной. Каждый слой выполняет определенную электротехническую или защитную функцию.
- Токопроводящая жила: Выполняется из медной или алюминиевой проволоки. Для сечения 500 мм² жила, как правило, имеет секторную (сегментную) форму для компактности и оптимального заполнения внутреннего пространства кабеля. Медная жила обеспечивает более высокую проводимость и механическую прочность, алюминиевая — меньшую стоимость и вес.
- Материал: медь (марка М) или алюминий (марка А).
- Класс гибкости: для стационарной прокладки обычно 1 или 2 (однопроволочная или многопроволочная).
- Изоляция: Выполняется из сшитого полиэтилена (СПЭ, XLPE) или поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката. Для напряжений 6 кВ и выше преимущественно и практически исключительно используется СПЭ из-за его выдающихся диэлектрических и температурных характеристик.
- Толщина изоляции нормирована стандартами в зависимости от номинального напряжения.
- Цветовая маркировка изоляции жил: для трехжильных кабелей — желто-зеленая, синяя и коричневая (или натуральная), либо цифровая (1, 2, 3).
- Поясная изоляция: Общий слой, накладываемый поверх изолированных скрученных жил. Может выполняться из того же материала, что и фазная изоляция, или из специальных экструдированных материалов.
- Экран по жилам: Обязательный элемент для кабелей на напряжение 6 кВ и выше. Предназначен для выравнивания электрического поля вокруг каждой жилы, снижения поверхностных разрядов и защиты от внешних электромагнитных помех. Выполняется в виде полупроводящего слоя (экран по изоляции) и медной ленты или проволоки (проводящий экран).
- Оболочка: Наружный защитный слой, предохраняющий внутренние элементы от механических повреждений, влаги, химических веществ и распространения огня. Материал — ПВХ пластикат различных составов (обычный, не распространяющий горение -нг(А), с пониженным дымо- и газовыделением -нг(А)-LS, безгалогенный -нг(А)-HF).
- АВВГ, ВВГ: Кабель с алюминиевыми (А) или медными (отсутствие буквы) жилами, с ПВХ изоляцией (В), ПВХ оболочкой (В), без защитного покрова (Г — голый). Применяется для сетей до 1 кВ.
- АПвВГ, ПвВГ: Кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (Пв), ПВХ оболочкой. Предназначен для сетей 6, 10, 35 кВ.
- АПвПг, ПвПг: Кабель с изоляцией из СПЭ, экраном из медных проволок, герметизированной оболочкой (Пг). Для сетей 6, 10, 35 кВ.
- АПвБШв, ПвБШв: Кабель с изоляцией из СПЭ, броней из стальных оцинкованных лент (Б), защитным ПВХ шлангом (Шв). Для прокладки в земле (траншеях).
- Допустимая температура нагрева жил при длительной эксплуатации: для СПЭ +90°C, для ПВХ +70°C.
- Максимальная температура при коротком замыкании (до 4 сек): для СПЭ +250°C, для ПВХ +160°C.
- Температура монтажа без предварительного подогрева: не ниже -15°C (для ПВХ) и -20°C (для СПЭ).
- Питание мощных промышленных объектов (заводы, фабрики, горно-обогатительные комбинаты).
- Распределение энергии в городских кабельных сетях среднего напряжения (6-10 кВ).
- Подключение крупных трансформаторных подстанций и распределительных устройств.
- Прокладка на электростанциях и в распределительных сетях собственных нужд.
- В земле (траншеях): Требуется применение бронированных марок (АПвБШв, ПвБШв). Обязательна песчаная подушка, защита кирпичом или плитами от механических повреждений.
- В кабельных каналах, туннелях, эстакадах, галереях: Применяются небронированные кабели (АПвВГ, ПвПг). Крепление осуществляется с помощью кабельных конструкций и лотков.
- В помещениях и закрытых распределительных устройствах: Используются кабели с оболочкой, не распространяющей горение (-нг(А), -LS).
- ГОСТ 31996-2012 (IEC 60502-1:2009) — Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на напряжение 1, 3 и 6 кВ.
- ГОСТ 31565-2012 (IEC 60332-1-2:2004) — Требования к огнестойкости.
- ПУЭ 7-е издание (Главы 2.1, 2.3, 7.3) — Правила устройства электроустановок.
- СНиП 3.05.06-85 — Правила производства работ при прокладке кабельных линий.
- Раскатка: Производится с помощью лебедок или роликов, не допуская механических напряжений и превышения радиуса изгиба.
- Соединение жил: Выполняется с помощью кабельных муфт — соединительных или ответвительных. Для жил 500 мм² используются, как правило, термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты с медными гильзами, обжимаемыми гидравлическим прессом.
- Заземление экранов: В сетях с изолированной нейтралью (6-35 кВ) экраны кабелей заземляются с двух сторон. В сетях с эффективно заземленной нейтралью возможны различные схемы (одностороннее, поперечное соединение).
- Маркировка: Обязательна установка бирок на концах кабеля и в точках соединения.
- Пв — изоляция из сшитого полиэтилена.
- Б — броня из стальных лент.
- Шв — защитный шланг из ПВХ.
- нг(А) — не распространяющий горение при групповой прокладке по категории А (наивысшая стойкость).
- HF — безгалогенный (Halogen Free), при пожаре выделяет минимальное количество коррозионно-активных газов и дыма.
Основные типы и марки кабелей
Наиболее распространенные марки кабелей сечением 500 мм² в российской и международной практике:
Технические характеристики и параметры
Таблица 1. Допустимые длительные токи нагрузки для кабелей 500 мм² (однократная прокладка в земле, температура грунта +25°C)
| Марка кабеля | Напряжение, кВ | Медь, А | Алюминий, А |
|---|---|---|---|
| ПвВГ, ПвПг | 6 | 670 | 520 |
| ПвВГ, ПвПг | 10 | 640 | 495 |
| ПвБШв | 10 | 655 | 505 |
Таблица 2. Электрические сопротивления жил при постоянном токе (не более)
| Материал жилы | Сопротивление, Ом/км (при +20°C) |
|---|---|
| Медь | 0.0361 |
| Алюминий | 0.0601 |
Испытательное напряжение: После изготовления кабели подвергаются высоковольтным испытаниям переменным напряжением промышленной частоты. Например, для кабеля на 10 кВ испытательное напряжение составляет 30 кВ продолжительностью 10 минут.
Минимальный радиус изгиба: Критически важный параметр при монтаже. Для одножильных кабелей 500 мм² с СПЭ-изоляцией он составляет, как правило, 20 наружных диаметров кабеля, для многожильных — 15 диаметров.
Температурный режим:
Области применения и способы прокладки
Кабели сечением 500 мм² используются для создания магистральных линий и ответвлений в стационарных установках:
Способы прокладки:
Нормативная документация
Производство и применение кабелей регламентируется рядом стандартов:
Особенности монтажа и соединения
Монтаж кабелей большого сечения требует специального оборудования и квалификации персонала. Основные этапы:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Что предпочтительнее для кабеля 500 мм²: медь или алюминий?
Выбор зависит от технико-экономического расчета. Медь имеет меньшее электрическое сопротивление, большую стойкость к электродинамическим усилиям при КЗ, лучшую паяемость и долговечность соединений. Алюминий легче и значительно дешевле. Для ответственных объектов с высокими нагрузками и ограничениями по потерям чаще выбирают медь. В распределительных сетях, где вес и стоимость критичны, может применяться алюминий.
Почему для 6-35 кВ используется исключительно изоляция из сшитого полиэтилена (СПЭ), а не ПВХ?
СПЭ обладает принципиально лучшими диэлектрическими характеристиками при повышенных температурах. Его рабочая температура +90°C против +70°C у ПВХ, что позволяет пропускать больший ток. СПЭ имеет значительно более высокую стойкость к тепловому старению и трекингу. Для средних напряжений толщина изоляции из СПЭ получается меньше, чем из ПВХ, при тех же электрических характеристиках.
Как правильно выбрать между бронированным (ПвБШв) и небронированным (ПвПг) кабелем?
Бронированный кабель предназначен для прокладки в земле (траншеях) без дополнительных защитных труб. Броня защищает от механических повреждений, грызунов. Небронированные кабели применяются для прокладки в кабельных сооружениях (каналах, туннелях, по эстакадам), где риск механических повреждений минимален. Их использование в земле запрещено ПУЭ без дополнительной защиты (например, в асбестоцементных или ПНД трубах).
Каковы особенности монтажа концевой муфты на кабель 500 мм² с СПЭ-изоляцией?
Ключевые этапы: аккуратная ступенчатая разделка кабеля с соблюдением геометрии, зачистка экрана, наложение полупроводящих и изоляционных элементов (термоусаживаемых трубок), установка наконечника на жилу с обязательным опрессовкой специальным гидравлическим инструментом под нужное усилие, восстановление экрана и заземление. Требуется строгое соблюдение чистоты поверхностей и технологии усадки.
Как рассчитывается допустимый ток нагрузки для конкретных условий прокладки?
Значения, приведенные в таблицах (например, в ПУЭ), даны для стандартных условий: температура грунта +25°C, глубина прокладки 0.7-1 м, удельное тепловое сопротивление грунта 1.2 К·м/Вт. При отклонениях (более высокая температура окружающей среды, групповой прокладке нескольких кабелей) вводятся понижающие коэффициенты. Точный расчет выполняется по методикам, изложенным в ГОСТ Р МЭК 60287 или с использованием специализированного программного обеспечения, учитывающего все теплотехнические параметры трассы.
Что означают буквы в маркировке кабеля, например, ПвБШвнг(А)-HF?
Заключение
Силовые трехжильные кабели сечением 500 мм² с пластмассовой изоляцией являются технически сложным и высоконадежным продуктом. Их корректный выбор, основанный на анализе условий эксплуатации (напряжение, способ прокладки, требования по пожаробезопасности), и качественный монтаж с применением соответствующих аксессуаров являются залогом долговечной и бесперебойной работы энергетической системы. Постоянное развитие технологий производства изоляционных материалов и конструкций кабелей направлено на повышение их пропускной способности, надежности и безопасности.