Кабель ПКНТб: технические характеристики, конструкция и область применения
Кабель ПКНТб – это силовой кабель с бумажной пропитанной изоляцией, предназначенный для стационарной прокладки в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, а также в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, каналах) при отсутствии растягивающих усилий. Расшифровка маркировки: П – провод, К – контрольный, Н – негорючий наружный покров, Т – для прокладки в трубах, б – броня из двух стальных оцинкованных лент. Кабель предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 0,66 кВ и 1 кВ частотой до 100 Гц или постоянное напряжение до 2,5 кВ.
Конструкция кабеля ПКНТб
Конструкция кабеля ПКНТб является многослойной и обеспечивает высокую механическую прочность и устойчивость к внешним воздействиям. Рассмотрим ее подробно, начиная от токопроводящей жилы.
1. Токопроводящая жила
Жилы изготавливаются из медной или алюминиевой проволоки. В зависимости от сечения и гибкости, могут быть однопроволочными (секторной или круглой формы для многожильных кабелей) или многопроволочными. Класс жилы определяется техническими условиями заказчика и требованиями к монтажу.
2. Фазная изоляция
Основным изолирующим материалом является бумажная лента, пропитанная вязким или нестекающим составом. Бумажная изоляция обладает высокой электрической прочностью и термической стабильностью. Пропитка предотвращает образование воздушных включений и повышает стойкость к частичным разрядам.
3. Поясная изоляция
Поверх изолированных фазных жил накладывается общий слой бумажной изоляции (поясная изоляция), которая выравнивает электрическое поле и дополнительно защищает жилы.
4. Заполнение
Между изолированными жилами и под оболочкой размещается заполнение из бумажных жгутов или жгутов из негорючего материала. Это придает кабелю круглую форму и механическую стабильность.
5. Оболочка
Поверх заполнения накладывается герметичная оболочка, обычно из свинца (маркировка «С») или алюминия (маркировка «А»). Эта оболочка служит барьером для влаги и пропитки, а также обеспечивает радиальную защиту. В марке ПКНТб материал оболочки не указан буквой, что подразумевает стандартное исполнение, чаще свинцовое, но требует уточнения в ТУ.
6. Защитные покровы (броня и наружный покров)
- Подушка под броню: На свинцовую или алюминиевую оболочку накладывается подушка из битума, крепированной бумаги или полимерных пленок для защиты от коррозии и механического повреждения броней.
- Броня: Состоит из двух стальных оцинкованных лент, наложенных спирально с перекрытием. Буква «б» в маркировке указывает именно на этот тип брони. Она защищает кабель от механических повреждений (напр., при подвижках грунта, раскопках).
- Наружный покров: Броня покрывается защитным негорючим покровом типа «Н» (в маркировке ПКНТб). Это может быть обмотка из стеклопряжи с пропиткой негорючим составом или наложение шланга из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести. Покров «Н» обеспечивает защиту брони от коррозии и повышает пожарную безопасность кабеля.
- Прокладка в земле (траншеях) при условии отсутствия блуждающих токов высокой интенсивности и в грунтах с низкой и средней коррозионной активностью.
- Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, каналах, этажах), на электростанциях и в промышленных зданиях.
- Прокладка в трубах (что отражено буквой «Т» в маркировке).
- Использование в условиях, где возможны механические воздействия, но отсутствуют растягивающие усилия.
- Высокая надежность и долговечность: Проверенная временем конструкция обеспечивает срок службы в несколько десятилетий.
- Хорошая теплостойкость и нагрузочная способность: Бумажная изоляция стабильна при высоких температурах.
- Устойчивость к внешним электромагнитным воздействиям: Металлическая оболочка и броня обеспечивают экранирование.
- Высокая механическая прочность: Броня из стальных лент защищает от повреждений.
- Негорючий наружный покров: Повышает пожарную безопасность при групповой прокладке.
- Ограничение по перепаду высот: Критичный недостаток, осложняющий прокладку в холмистой местности и высотных зданиях.
- Большая масса и радиус изгиба: Кабель тяжелый и жесткий, что усложняет транспортировку и монтаж.
- Гигроскопичность изоляции: При повреждении металлической оболочки бумажная изоляция теряет свойства под воздействием влаги.
- Трудоемкость монтажа концевой разделки: Требуется специальная технология для герметизации концов (установка концевых муфт).
- Моральное устаревание: Во многих областях вытесняется более современными кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена (XLPE) или ПВХ.
Основные технические характеристики
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U, кВ | 0.66/1; 1/1 |
| Количество жил | 1, 2, 3, 4 (3+1) |
| Материал жилы | Медь (Cu) или Алюминий (Al) |
| Сечение жил, мм2 | От 1.5 до 1000 (зависит от числа жил и ТУ) |
| Вид изоляции | Бумажная пропитанная |
| Материал оболочки | Свинец (С) или Алюминий (А) |
| Тип брони | Две стальные оцинкованные ленты (б) |
| Наружный покров | Негорючий (Н) |
| Минимальный радиус изгиба | Не менее 15 наружных диаметров кабеля |
| Допустимая температура нагрева жил при эксплуатации | +80°C |
| Допустимая температура нагрева жил при перегрузке | +90°C |
| Допустимая температура нагрева жил при КЗ | +250°C (для меди) |
| Срок службы | Не менее 30 лет |
Область применения и условия эксплуатации
Кабель ПКНТб применяется в электросетях на напряжение до 1 кВ. Основные сферы использования:
Важное ограничение: Кабели с бумажной пропитанной изоляцией, включая ПКНТб, имеют ограничение по разности уровней при прокладке. Максимально допустимый перепад высот между верхней и нижней точками трассы составляет 15-25 метров (точное значение зависит от вязкости пропитки и конструкции). При превышении этого перепада возникает стекание пропиточного состава, ведущее к осушению изоляции в верхней части и повышению давления в нижней, что может вызвать повреждение оболочки.
Преимущества и недостатки кабеля ПКНТб
Преимущества:
Недостатки:
Сравнение с аналогами (СПб, ПвБбШв)
| Параметр | ПКНТб (бумажная изоляция) | СПб (свинцовая оболочка, броня) | ПвБбШв (XLPE изоляция, ПВХ шланг) |
|---|---|---|---|
| Тип изоляции | Бумажная пропитанная | Бумажная пропитанная | Сшитый полиэтилен (XLPE) |
| Оболочка | Свинцовая/Алюминиевая | Свинцовая | Полимерная |
| Ограничение по перепаду высот | Есть (15-25 м) | Есть (15-25 м) | Нет |
| Масса и гибкость | Высокая масса, низкая гибкость | Высокая масса, низкая гибкость | Меньшая масса, большая гибкость |
| Стойкость к влаге | Зависит от целостности оболочки | Зависит от целостности оболочки | Высокая |
| Сложность монтажа разделок | Высокая | Высокая | Средняя |
| Тенденция применения | Для ремонта старых сетей, специфичные объекты | Для ремонта старых сетей, специфичные объекты | Основной выбор для новых проектов |
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается кабель ПКНТб от кабеля ПКНТ?
Буква «б» в конце маркировки указывает на тип брони – «броня из стальных лент». Марка ПКНТ без «б» может подразумевать иной тип брони (например, из круглых проволок – «к») или его отсутствие, что является нетипичным. В современной номенклатуре наличие «б» является стандартным и обязательным для данной конструкции.
Можно ли прокладывать кабель ПКНТб в воздухе (по фасадам, эстакадам)?
Прямая прокладка по воздуху не рекомендуется из-за значительной собственной массы кабеля, создающей постоянную растягивающую нагрузку, на которую его конструкция не рассчитана. Однако он может быть проложен по специальным кабельным эстакадам и мостам, где обеспечивается его поддержка по всей длине, как в кабельном сооружении.
Как герметизировать концы кабеля ПКНТб?
Для соединения и оконцевания кабеля с бумажной пропитанной изоляцией обязательно используются специальные кабельные муфты – концевые (КНБ) и соединительные (ССБ). Процесс включает ступенчатую разделку изоляции, монтаж изоляционного корпуса, заполнение его заливочным компаундом или мастикой для предотвращения доступа воздуха и влаги к бумажной изоляции.
Что означает негорючий покров «Н» и каковы его свойства?
Негорючий покров типа «Н» соответствует требованиям пожарной безопасности. При групповой прокладке такой кабель не распространяет горение. Это достигается за счет использования материалов с пониженной горючестью (например, стеклоленты и негорючих пропиток или ПВХ пластиката пониженной пожарной опасности).
Почему для кабелей с бумажной изоляцией важен перепад высот?
Бумажная изоляция пропитана жидким или вязким диэлектрическим составом. При значительном перепаде высот (более 15-25 м) под действием силы тяжести происходит миграция пропиточного состава в нижнюю часть трассы. В верхней части изоляция обедняется пропиткой, в ней возникают воздушные включения, что резко снижает электрическую прочность. В нижней части повышается давление, что может привести к вздутию или разрыву оболочки.
Является ли кабель ПКНТб устаревшим и где он все еще применяется?
Да, технология считается морально устаревшей по сравнению с полимерными кабелями. Однако он продолжает применяться: 1) При капитальном ремонте и реконструкции старых сетей, где уже проложены кабели с бумажной изоляцией. 2) На объектах с особыми требованиями, где важен многолетний опыт эксплуатации. 3) В условиях, где его специфические свойства (например, стойкость к некоторым агрессивным средам при целой оболочке) считаются преимуществом.
Заключение
Кабель ПКНТб представляет собой классическое решение для силовых сетей низкого напряжения, сочетающее бумажную изоляцию, металлическую герметизирующую оболочку, стальную ленточную броню и негорючий наружный покров. Его ключевые преимущества – долговечность и надежность в стандартных условиях – нивелируются существенными ограничениями, такими как чувствительность к перепадам высот, большая масса и трудоемкость монтажа. В современных проектах он в значительной степени вытеснен кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена (типа ПвБбШв). Тем не менее, понимание конструкции, характеристик и области применения ПКНТб остается важным для специалистов, занимающихся эксплуатацией, ремонтом и модернизацией существующих кабельных линий, заложенных в период массового использования данной технологии.