Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвВ 35 кВ 185 мм²: конструкция, характеристики и применение

Кабель силовой марки ПвВ на напряжение 35 кВ с сечением токопроводящей жилы 185 мм² представляет собой высоковольтную кабельную продукцию, предназначенную для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Его применение охватывает магистральные и распределительные сети, питание крупных промышленных предприятий, объектов инфраструктуры и является ключевым элементом в современных энергосистемах среднего класса напряжения.

Расшифровка маркировки и нормативная база

Маркировка ПвВ 35 кВ 185 мм² расшифровывается следующим образом:

• П — изоляция из сшитого полиэтилена (Полиэтилен вулканизированный).
• в — оболочка из поливинилхлоридного пластиката.
• В — обозначение, указывающее на отсутствие защитного покрова (брони) поверх оболочки. Кабель является голым.
• 35 кВ — номинальное напряжение сети, для работы в которой предназначен кабель (класс напряжения 35 кВ).
• 185 мм² — номинальное сечение основной токопроводящей жилы.

Основным нормативным документом, регламентирующим технические условия на данную продукцию, является ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ» и более высокое напряжение. Для кабелей на 35 кВ применяются его разделы, касающиеся кабелей на напряжение 6-35 кВ включительно. Конкретные параметры для сечения 185 мм² определяются проектом кабеля и техническими условиями производителя.

Конструкция кабеля ПвВ 35 кВ 185 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию.

1. Токопроводящая жила

Жила сечением 185 мм² изготавливается, как правило, из медной проволоки (материал М) или алюминиевой (А). Для данного сечения и класса напряжения жила выполняется секторной или сегментной формы для обеспечения компактности и равномерности электрического поля. Состоит из множества проволок, скрученных по определенной технологии, что обеспечивает гибкость и стойкость к переменным нагрузкам.

2. Экран на жиле (полупроводящий экран)

Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его ключевая задача — выравнивание электрического поля и предотвращение возникновения локальных концентраций напряженности на микронеровностях поверхности жилы, что могло бы привести к частичным разрядам и разрушению основной изоляции.

3. Основная изоляция

Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Это термореактивный материал, получаемый путем вулканизации (сшивки) молекул полиэтилена, что придает ему высокие температурные и механические характеристики по сравнению с термопластичным полиэтиленом. Толщина изоляции строго нормирована и для 35 кВ составляет, как правило, 10.5-11.0 мм.

4. Экран на изоляции (полупроводящий экран)

Второй полупроводящий слой, наложенный поверх основной изоляции. Замыкает силовые линии электрического поля внутри кабеля, обеспечивая симметричность и завершенность конструкции. Вместе с экраном на жиле образует коаксиальную систему, внутри которой заключено рабочее электрическое поле.

5. Поясная изоляция

В трехжильных кабелях поверх скрученных экранированных жил может накладываться общий поясной слой из полупроводящей бумаги или пленки для выравнивания межфазного поля.

6. Металлический экран

Один из наиболее критичных элементов конструкции. Выполняется в виде медной ленты, наложенной спиральной продольной или гофрированной продольной обмоткой, либо в виде повива медных проволок. Для кабеля 185 мм² часто применяется комбинированный экран: медные проволоки + медная лента. Функции:

• Защита от электромагнитных помех (ЭМС).
• Обеспечение пути для тока короткого замыкания.
• Создание симметричной емкостной связи.
• Защита от внешних электрических влияний.
• В системах с заземленной нейтралью является проводником для тока замыкания на землю.

7. Оболочка

Наружный защитный слой из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Обозначается в маркировке буквой «в». Выполняет функции:

• Защита от механических повреждений (умеренных).
• Защита металлического экрана от коррозии и воздействия окружающей среды.
• Защита от распространения пламени (при использовании негорючих марок ПВХ).
• Маркировка (на поверхность наносятся надписи с данными о кабеле).

Основные технические и электрические характеристики

Таблица 1. Ключевые параметры кабеля ПвВ 35 кВ 1х185/25-42 (пример для одножильного кабеля)

Наименование параметра	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U (Um)	20,6 / 35 кВ (40,5 кВ)
Сечение основной жилы	185 мм²
Материал жилы	Медь (М) или Алюминий (А)
Класс гибкости жилы	1 (многопроволочная, но для стационарной прокладки)
Толщина изоляции из XLPE	Около 10.5 мм
Конструкция металлического экрана	Медные проволоки (сечением ~25 мм²) + медная лента
Наружный диаметр кабеля (примерно)	42-48 мм (зависит от ТУ производителя)
Масса 1 км кабеля (медь)	Около 4500-5000 кг
Минимальный радиус изгиба при прокладке	Не менее 15-20 наружных диаметров кабеля
Допустимый длительный ток нагрузки (Iдоп)*	~350-420 А (зависит от условий прокладки)
Сопротивление жилы постоянному току при 20°C (медь)	Не более 0.0991 Ом/км
Индуктивное сопротивление	~0.12-0.15 Ом/км
Емкость	~0.25-0.30 мкФ/км

• Точное значение I_доп определяется по ПУЭ 7 изд. гл.1.3 с учетом способа прокладки, температуры грунта/воздуха, количества работающих кабелей в траншее и т.д.

Таблица 2. Условия эксплуатации и испытания

Параметр	Условия и нормы
Рабочая температура жилы	Длительно: +90°C. Максимально при КЗ (до 4 сек): +250°C.
Температура окружающей среды при прокладке	Не ниже -15°C (без предварительного подогрева)
Минимальная температура эксплуатации	-50°C
Допустимая температура монтажного изгиба	Не ниже 0°C
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц	65 кВ в течение 10 мин (для нового кабеля после изготовления)
Испытательное постоянное напряжение (при приемо-сдаточных испытаниях после монтажа)	84 кВ в течение 15 мин
Стойкость к распространению горения при одиночной прокладке	Кабель с оболочкой из ПВХ пластиката пониженной горючести не распространяет горение

Области применения и способы прокладки

Кабель ПвВ 35 кВ 185 мм² применяется для создания кабельных линий электропередачи в сетях с изолированной, компенсированной или эффективно заземленной нейтралью. Основные сферы применения:

• Распределительные сети 35 кВ городской и промышленной инфраструктуры.
• Вводы и выводы мощности на подстанциях 35/6(10) кВ.
• Питание мощных электроприемников (двигатели, печи) на крупных промышленных предприятиях (металлургия, нефтехимия, машиностроение).
• Кабельные вставки на ВЛ 35 кВ.
• Прокладка по мостам, эстакадам, в тоннелях и коллекторах.

Способы прокладки:

• В кабельных сооружениях: туннелях, коллекторах, этажах, галереях, по эстакадам.
• В производственных помещениях.
• В земле (траншее): с обязательной защитой от механических повреждений (укладка в трубы, плиты) и устройством подушки и засыпки песком. Голый кабель ПвВ требует особой осторожности при таком способе.

Важно: Кабель марки ПвВ (голый) не предназначен для прокладки непосредственно в земле (траншее) без серьезной механической защиты, так как его ПВХ оболочка не является броней. Для прокладки в земле следует выбирать бронированные модификации, например, ПвБбШв или ПвПбШв.

Преимущества и недостатки по сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией (СБ)

Преимущества кабеля ПвВ 35 кВ:

• Высокая допустимая температура: +90°C против +70-80°C у СБ.
• Большая пропускная способность при одинаковом сечении.
• Отсутствие масла: Исключены проблемы с течью, необходимостью масляных барьеров и компенсаторов давления, проще монтаж вертикальных трасс.
• Меньший вес и наружный диаметр, что облегчает транспортировку и монтаж.
• Меньшая требуемая сила тяжения при протяжке.
• Большая стойкость к термическим и механическим циклическим нагрузкам.
• Проще и экологичнее утилизация.

Недостатки/особенности кабеля ПвВ 35 кВ:

• Чувствительность к частичным разрядам: Требует безупречного качества изготовления и монтажа экранов и концевых заделок.
• Чувствительность к влаге (водяным деревьям): Современные материалы (сшитый полиэтилен с добавками) минимизируют эту проблему, но монтаж соединений должен проводиться в сухих условиях.
• Более высокая стоимость по сравнению с алюминиевыми СБ кабелями, но сравнимая или ниже, чем у медных СБ.
• Требовательность к квалификации персонала при монтаже концевых и соединительных муфт.

Особенности монтажа и эксплуатации

1. Транспортировка и хранение: Барабаны должны быть закреплены. Хранение — под навесом, защищающим от прямых солнечных лучей и осадков.

2. Раскатка: Допускается раскатка с барабана вращением или с помощью роликов. Запрещено сбрасывать барабан с транспортного средства.

3. Изгиб: Радиус изгиба должен быть не менее 15-20 наружных диаметров кабеля во избежание повреждения изоляции и экранов.

4. Монтаж муфт: Установка концевых и соединительных муфт 35 кВ — критически важная операция. Требует чистого, защищенного от погоды помещения (при использовании термоусаживаемых или холодноусаживаемых компонентов), строгого соблюдения технологических карт, чистоты обработки изоляции и экранов.

5. Заземление: Металлические экраны кабелей должны быть надежно заземлены с двух концов для обеспечения циркуляции токов нулевой последовательности и безопасности. В длинных линиях требуется учет индуцированных напряжений.

6. Испытания после монтажа: Обязательным является проведение высоковольтных испытаний постоянным напряжением 84 кВ в течение 15 мин для проверки целостности изоляции и качества монтажа муфт.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кабель ПвВ от кабеля ПвП?

Буква «П» в третьей позиции маркировки (ПвП) означает, что наружная оболочка кабеля выполнена из полиэтилена, а не из ПВХ. Полиэтиленовая оболочка обладает лучшими механическими и диэлектрическими характеристиками, более высокой стойкостью к влаге и агрессивным средам, но, как правило, дороже и менее стойка к распространению пламени (требует специальных негорючих марок).

Какой токовый нагрузки выдерживает кабель 185 мм² на 35 кВ?

Длительно допустимый ток нагрузки (I_доп) зависит от множества факторов. Для ориентировки: при прокладке в земле (траншее) на глубине 0.7-1.0 м, температуре грунта +15°С и удельном тепловом сопротивлении 1.2 К·м/Вт, для одножильного кабеля I_доп может составлять ~350-380 А. При прокладке в воздухе (на воздухе) при температуре +25°С — до 420 А. Точный расчет должен проводиться по методике ПУЭ или IEC 60287 с учетом всех реальных условий.

Можно ли прокладывать кабель ПвВ непосредственно в земле?

Прямая прокладка голого кабеля ПвВ в земле (траншее) не рекомендуется и часто запрещена проектами. ПВХ оболочка не обеспечивает достаточной защиты от механических воздействий (камни, грунтовые подвижки, раскопки). Для прокладки в земле следует применять бронированные кабели (ПвБбШв — с броней из стальных лент, ПвПбШв — с броней из стальных оцинкованных проволок и полиэтиленовой оболочкой).

Как заземляется металлический экран такого кабеля?

Металлические экраны (проволочные и ленточные) должны быть надежно соединены и заземлены с обоих концов кабельной линии. Это необходимо для протекания токов короткого замыкания и обеспечения безопасности. В трехжильных кабелях экраны всех трех фаз обычно соединяются между собой и заземляются. В длинных линиях (более нескольких сотен метров) для снижения потерь и перенапряжений может применяться одноточечное или перекрестное заземление с установкой защитных устройств, но это требует специального расчета.

Что означает маркировка U₀/U (U_m) = 20,6/35 кВ (40,5 кВ)?

Это стандартное обозначение номинальных напряжений для кабелей среднего и высокого напряжения по МЭК и ГОСТ:

• U₀ — номинальное напряжение между жилой и землей (экраном) — 20.6 кВ.
• U — номинальное междуфазное напряжение сети — 35 кВ.
• U_m — максимальное допустимое длительное рабочее напряжение системы (highest system voltage) — 40.5 кВ. Это напряжение, которое может действовать в системе в нормальных условиях в течение неограниченного времени.

Каков срок службы кабеля ПвВ 35 кВ?

Номинальный срок службы кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена, заявленный производителями и стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может быть больше и определяется условиями прокладки, качеством монтажа, режимом работы (перегрузками) и воздействием внешних факторов.

Как отличить качественный кабель при закупке?

Необходимо требовать у поставщика:

• Сертификат соответствия ГОСТ Р или ТР ТС.
• Протоколы типовых и приемосдаточных испытаний от независимой лаборатории (испытание на частичные разряды, высоковольтные испытания, проверка толщины изоляции и экранов).
• Паспорт на кабель.
• Визуально: маркировка на оболочке должна быть четкой, кабель на барабане — без вмятин, порезов, вздутий. Концы кабеля на барабане должны быть герметично заделаны.