Кабели силовые 3-х жильные сечение 800 мм с пластмассовой изоляцией

Кабели силовые трехжильные с пластмассовой изоляцией сечением 800 мм²: конструкция, применение и технические аспекты

Силовые кабели с пластмассовой изоляцией на напряжение 6-35 кВ, имеющие сечение токопроводящей жилы 800 мм², представляют собой продукцию высшего класса, предназначенную для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Их применение обусловлено необходимостью работы с высокими токами нагрузки в магистральных линиях, на промышленных предприятиях, в узлах энергоснабжения крупных объектов и городской инфраструктуры. Данная статья детально рассматривает конструктивные особенности, нормативную базу, ключевые параметры и условия эксплуатации этих кабелей.

Конструкция кабеля

Конструкция трехжильного кабеля 800 мм² является многослойной и включает в себя несколько обязательных элементов, каждый из которых выполняет критически важную функцию.

• Токопроводящая жила: Изготавливается из медной или алюминиевой проволоки. Для сечения 800 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы для оптимизации заполнения пространства внутри кабеля и уменьшения его общего диаметра. Медная жила обеспечивает более высокую проводимость и механическую прочность, алюминиевая — меньшую стоимость и вес.
  • Медь: Удельное сопротивление при 20°C — не более 0.0182 Ом·мм²/м. Класс гибкости обычно 1 или 2 (по ГОСТ 22483).
  • Алюминий: Удельное сопротивление при 20°C — не более 0.029 Ом·мм²/м. Класс гибкости 1 или 2.
• Изоляция: Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE) или поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Для напряжений 6-35 кВ стандартом де-факто является изоляция из сшитого полиэтилена, обладающая превосходными диэлектрическими и температурными характеристиками. Номинальная толщина изоляции определяется стандартами в зависимости от класса напряжения.
• Поясная изоляция: В трехжильных кабелях поверх изолированных жил накладывается общий слой изоляционного материала (чаще всего из того же XLPE или полупроводящего экрана), формирующий круглую форму кабеля.
• Экран по изоляции: Обязательный элемент для кабелей на напряжение выше 6 кВ. Выполняется в виде полупроводящего слоя (экструдированного или на основе ленты) поверх изоляции каждой жилы. Его функция — выравнивание электрического поля и предотвращение локальных перенапряжений.
• Нулевая жила (опционально): В кабелях марки 0.66/1 кВ может присутствовать жила меньшего сечения.
• Заполнитель: Пространство между изолированными жилами заполняется эластичным негигроскопичным материалом или экструдированным заполнением для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.
• Оболочка: Наружный защитный слой, изготавливаемый из поливинилхлорида (ПВХ), полиэтилена (PE) или самозатухающего полиэтилена (LSH, LSF). Оболочка обеспечивает защиту от механических повреждений, влаги, химических веществ и распространения огня.
• Броня (опционально): Для прокладки в земле (траншеях) или в условиях риска механических повреждений кабель может быть бронирован стальными оцинкованными лентами или проволоками. Поверх брони накладывается защитный покров (джут) или оболочка из ПВХ для защиты от коррозии.

Основные марки и их расшифровка

Маркировка кабелей осуществляется согласно ГОСТ и ТУ. Наиболее распространенные марки для сечения 800 мм²:

• АВВГ-1 кВ 3х800: Кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией и оболочкой из ПВХ, без защитного покрова. Для сухих и влажных помещений, кабельных каналов. Напряжение 0.66/1 кВ.
• ВВГ-1 кВ 3х800: Аналогичен АВВГ, но с медными жилами.
• АПвВГ-10 кВ 3х800: Кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена (Пв), оболочкой из ПВХ (В), без защитного покрова (Г). Для напряжения 6/10(12) кВ.
• ПвПг-10 кВ 3х800: Кабель с медными жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена (Пв), оболочкой из полиэтилена (П), без защитного покрова (г — «голый»). Для прокладки в блоках, туннелях.
• АПвПу-35 кВ 3х800: Кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена (Пв), усиленной оболочкой из полиэтилена (Пу). Для напряжений 20/35 кВ.
• ПвБШп-10 кВ 3х800: Кабель с медными жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена (Пв), броней из стальных оцинкованных лент (Б), защитным шлангом из полиэтилена (Шп). Предназначен для прокладки в земле (траншеях).

Ключевые технические характеристики

Электрические параметры (на примере кабеля 10 кВ)

Параметр	Значение для меди	Значение для алюминия	Примечание
Сопротивление жилы постоянному току при 20°C, Ом/км, не более	0.0221	0.0359	Согласно ГОСТ 22483
Допустимый длительный ток нагрузки (Iдл) при прокладке в земле	~860-900 А	~665-700 А	Зависит от условий прокладки, температуры земли, числа работающих кабелей
Допустимый длительный ток нагрузки при прокладке в воздухе	~1010-1060 А	~780-820 А	Зависит от температуры воздуха, солнечной радиации, расположения
Емкость, мкФ/км	~0.35-0.45	~0.35-0.45	Определяется конструкцией изоляции
Индуктивность, мГн/км	~0.4-0.5	~0.4-0.5

Механические и климатические параметры

• Минимальный радиус изгиба: Для кабелей с секторными жилами и изоляцией из XLPE составляет 15-20 наружных диаметров кабеля. Для одножильных кабелей с поясной изоляцией — 12-15 диаметров.
• Диапазон рабочих температур: Для кабелей с изоляцией XLPE: монтаж при температуре не ниже -20°C (без предварительного прогрева), длительная эксплуатация от -50°C до +50°C, нагрев жилы в аварийном режиме до +130°C (кратковременно до +250°C).
• Допустимая температура нагрева жилы:
  • Длительный режим: +90°C (для XLPE).
  • Перегрузочный режим: +130°C.
  • Режим короткого замыкания (до 5 сек): +250°C.
• Срок службы: Не менее 30 лет при соблюдении условий эксплуатации и монтажа.

Области применения и особенности прокладки

Кабели сечением 800 мм² применяются в качестве вводов и отводов от шин подстанций 6-35 кВ, для питания мощных электродвигателей (насосы, вентиляторы, дробилки), в главных распределительных магистралях промышленных заводов, нефтехимических комплексов, портов, аэропортов, а также в городских кабельных сетях среднего напряжения.

Способы прокладки:

• В земле (траншеях): Требуется применение бронированных марок (ПвБШп, АПвБбШп). Обязательна песчаная подушка, защита кирпичом или плитами от механических повреждений, наличие сигнальной ленты. Глубина прокладки — не менее 0.7-1.0 м.
• В кабельных сооружениях (тоннелях, галереях, этажах, блоках): Допускается применение небронированных кабелей. Крепление осуществляется с помощью кабельных конструкций (полок, лотков, кронштейнов) с соблюдением допустимых радиусов изгиба.
• В воздухе (по эстакадам, стенам зданий): Применяются кабели с оболочкой, стойкой к ультрафиолету (PE, LSF). Необходимо учитывать ветровые и ледовые нагрузки, возможность солнечного нагрева.

При любом способе прокладки необходимо выполнять компенсацию реактивной мощности из-за значительной емкостной проводимости кабеля на среднем напряжении, особенно на длинных линиях.

Сравнение с кабелями других типов изоляции

Параметр	Сшитый полиэтилен (XLPE)	ПВХ (PVC)	Бумажно-масляная изоляция
Максимальное рабочее напряжение	До 500 кВ и выше	До 6 кВ (реже 10 кВ)	До 500 кВ
Максимальная рабочая температура жилы	+90°C	+70°C	+80°C
Стойкость к короткому замыканию	Высокая (до +250°C)	Низкая	Средняя
Влияние влаги	Не подвержены	Не подвержены	Требуют герметизации
Вес и габариты	Меньше	Меньше	Больше
Сложность монтажа и соединения	Требует специального инструмента для зачистки экранов	Проще	Сложно, требуется спецоборудование
Требования к трассе	Любые, включая вертикальные	Любые, ограничение по температуре	Ограничение по перепадам высот

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. В чем основное преимущество кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена (XLPE) перед бумажно-масляным для сечения 800 мм²?

Кабели с изоляцией XLPE не требуют сложных систем подпитки маслом, имеют меньший вес и габариты, допускают прокладку на трассах с большими перепадами высот. Они обладают более высокой допустимой температурой нагрева жилы как в длительном, так и в аварийном режимах, что повышает пропускную способность линии. Монтаж и соединение муфтами, хотя и требуют высокой квалификации, выполняются быстрее и чище.

2. Как правильно выбрать между медной и алюминиевой жилой для проекта?

Выбор основан на технико-экономическом расчете. Медь обеспечивает на 30-40% большую пропускную способность при том же сечении, обладает лучшей стойкостью к механическим нагрузкам и электродинамическим усилиям при КЗ, более надежна в контактных соединениях. Алюминий значительно легче и дешевле. Для сечения 800 мм², где токи КЗ велики, а требования к надежности высоки, часто предпочтение отдается меди, особенно для ответственных объектов и при прокладке в сложных условиях.

3. Каковы особенности монтажа и соединения кабелей 800 мм²?

Монтаж требует применения специальной техники для раскатки (кабелеукладчики) из-за большого веса бухты (может достигать 8-10 тонн для 1 км медного кабеля 10 кВ). Запрещается перемещение кабеля волоком. Радиус изгиба строго контролируется. Соединение жил выполняется с помощью механических или сварных соединителей (опрессовка, сварка трением, взрывная сварка). Изоляция восстанавливается термоусаживаемыми или холодноусаживаемыми муфтами, рассчитанными на данное сечение и напряжение. Критически важна правильная зачистка и заземление экранов.

4. Почему при прокладке в земле для кабеля 800 мм² часто требуется принудительное охлаждение или особые условия?

Допустимый ток нагрузки кабеля определяется его способностью рассеивать тепло. В земле теплоотвод хуже, чем в воздухе, и сильно зависит от теплопроводности грунта и возможности его высыхания. Для столь мощных кабелей даже при стандартной прокладке в траншее с песком допустимый ток может быть недостаточен для проектной нагрузки. В таких случаях применяют прокладку в трубах с циркулирующей водой или воздухом, засыпку специальным теплопроводящим материалом, увеличение расстояния между параллельно проложенными кабелями.

5. Как учитывается емкостной ток кабеля 800 мм² на напряжение 10-35 кВ?

Емкостной ток трехжильного кабеля 800 мм² на 10 кВ составляет примерно 4-6 А на 1 км длины. В протяженных линиях этот ток становится соизмеримым с током нагрузки и приводит к потерям реактивной мощности, повышению напряжения в конце линии в режиме малой нагрузки. Необходим расчет режимов работы сети и, как правило, установка реакторов (шунтирующих или дугогасящих) или устройств компенсации реактивной мощности для обеспечения стабильности и экономичности.

6. Каков порядок приемо-сдаточных испытаний после монтажа кабельной линии 10 кВ сечением 800 мм²?

Согласно ПУЭ, после монтажа кабельная линия подвергается:

• Измерению сопротивления изоляции мегаомметром на 2500 В (для кабелей до 10 кВ). Нормативы: не нормируется, но сравнение между жилами и с паспортными данными. Обычно сотни или тысячи МОм.
• Испытанию повышенным выпрямленным напряжением. Для кабеля 10 кВ — напряжение 60 кВ в течение 10 минут. Ток утечки контролируется и должен быть стабильным.
• Проверке целостности и фазировки жил.
• Проверке срабатывания устройств защиты от перегрузки по току и от однофазных замыканий на землю (для сетей с изолированной нейтралью или компенсированных).

Заключение

Силовые трехжильные кабели с пластмассовой изоляцией сечением 800 мм² являются высокотехнологичными изделиями, применение которых требует глубокого понимания их конструктивных особенностей, электрических и тепловых характеристик. Правильный выбор марки (с учетом материала жилы, типа изоляции, наличия брони), точный расчет условий прокладки и токов нагрузки, а также строгое соблюдение технологий монтажа и соединения — обязательные условия для создания надежной и долговечной кабельной линии среднего напряжения. Использование изоляции из сшитого полиэтилена для данного класса сечений стало стандартом, обеспечивающим высокую эксплуатационную гибкость и запас надежности в современных энергосистемах.