Кабель ПвПу2г 35 кВ 630 мм

Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвПу2г 35 кВ 630 мм²: конструкция, применение и технические характеристики

Кабель силовой марки ПвПу2г на напряжение 35 кВ с сечением токопроводящей жилы 630 мм² представляет собой современное высоковольтное кабельное изделие, предназначенное для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, длительный срок службы и соответствие жестким требованиям современных энергосистем. Расшифровка маркировки: П – изоляция из сшитого полиэтилена, в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката, Пу – усиленная защитная оболочка (броня) из стальных оцинкованных профилированных лент, 2г – герметизированная оболочка поверх брони (водозащитные ленты), 35 кВ – номинальное напряжение, 630 мм² – номинальное сечение основной жилы.

Конструкция кабеля ПвПу2г 35 кВ 630 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, где каждый элемент выполняет строго определенную функцию. Для сечения 630 мм² кабель, как правило, выполняется одножильным, что связано с большими габаритами и сложностью монтажа трехжильного кабеля такого сечения.

• Токопроводящая жила: Выполняется из медных или алюминиевых проволок (в зависимости от модификации), скрученных по концентрическим правилам. Для сечения 630 мм² жила имеет круглую форму, может быть секторной или сегментной в трехжильных исполнениях меньших сечений. Медь обеспечивает более высокую проводимость и стойкость к окислению, алюминий – меньший вес и стоимость.
• Экран по жиле (внутренний полупроводящий слой): Наносится поверх токопроводящей жилы методом экструзии. Выполнен из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его ключевая задача – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений на границе с изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов – основной причины старения изоляции.
• Изоляция: Основной диэлектрический слой, выполненный из сшитого полиэтилена (XLPE). Процесс сшивания (вулканизации) молекул полиэтилена придает материалу исключительные свойства: высокую температурную стойкость (до 90°C в длительном режиме и до 250°C при КЗ), отличные диэлектрические и механические характеристики, стойкость к термоокислительному старению. Толщина изоляции нормирована стандартами и для 35 кВ составляет несколько миллиметров.
• Экран по изоляции (внешний полупроводящий слой): Аналогичен внутреннему экрану. Вместе с внутренним экраном и металлическим экраном формирует коаксиальную структуру, обеспечивающую равномерное радиальное распределение электрического поля только в толще изоляции.
• Металлический экран (экранирующая оболочка): Выполняется в виде медных лент, наложенных спирально с перекрытием, или в виде медных проволок, наложенных поверх продольной медной ленты. Для кабеля 630 мм² этот слой является критически важным, так как выполняет две функции: служит для протекания токов короткого замыкания (требуемое сечение рассчитывается по току КЗ) и является нулевой (заземляемой) точкой для электрического поля. В трехфазных системах он также служит для симметрирования магнитных полей.
• Разделительный слой: Представляет собой поясную изоляцию (например, из ПЭТ-лент или битумизированной бумаги), наложенную поверх металлического экрана. Его назначение – защита металлического экрана от коррозионного воздействия внешней оболочки и предотвращение механических повреждений при наложении брони.
• Броня: Выполнена из двух оцинкованных стальных профилированных (гофрированных) лент, наложенных с перекрытием. Профилирование придает лентам повышенную гибкость и механическую прочность. Броня обеспечивает защиту от механических повреждений (растягивающих усилий, ударов, грызунов) и выполняет функцию заземления.
• Защитный шланг (оболочка ПвПу2г): Внешний защитный слой. Буква «г» в маркировке указывает на наличие герметизации. Поверх брони накладываются водоблокирующие ленты (часто с гидрофобным гелем), а затем экструдируется внешняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката (PVC). Эта оболочка защищает броню от коррозии, обеспечивает стойкость к ультрафиолету, агрессивным средам и служит дополнительным барьером от проникновения влаги.

Основные технические характеристики и параметры

Технические характеристики кабеля ПвПу2г 35 кВ 630 мм² регламентируются ГОСТ 31996-2012 и ТУ производителя. Ниже приведены ключевые параметры для медной жилы.

Таблица 1. Электрические и механические параметры

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U (Um)	20,6 / 35 кВ (40,5 кВ)
Число и сечение жил	1 x 630 мм²
Материал жилы	Медь (Cu) или Алюминий (Al)
Максимально допустимая температура жилы в длительном режиме	+90°C
Максимальная температура жилы при коротком замыкании (до 5 сек)	+250°C
Допустимый ток нагрузки (Iдоп)	~750-850 А (зависит от условий прокладки: земля, воздух, температура)
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более	0,0283 Ом/км (для меди)
Испытательное переменное напряжение промышленной частоты, 10 мин.	65 кВ
Испытательное постоянное напряжение	105 кВ
Минимальный радиус изгиба при монтаже	Не менее 20 наружных диаметров кабеля
Диапазон рабочих температур эксплуатации	от -50°C до +50°C
Срок службы	Не менее 30 лет

Таблица 2. Конструктивные размеры и масса (ориентировочные данные)

Параметр	Значение (примерное)
Наружный диаметр кабеля	80-90 мм
Масса 1 км кабеля (с медной жилой)	8000-9500 кг

Область применения и способы прокладки

Кабель ПвПу2г 35 кВ 630 мм² применяется для создания магистральных линий электропередачи и распределительных сетей класса напряжения 35 кВ. Основные сферы применения:

• Подключение мощных потребителей (промышленные предприятия, горнодобывающие комплексы).
• Вывод мощности с подстанций и распределительных устройств (РУ).
• Устройство вводов в трансформаторы и силовое оборудование.
• Прокладка в качестве магистральных линий в городских кабельных сетях.
• Прокладка на территории с повышенными требованиями к механической защите.

Способы прокладки: Бронированная конструкция и защитный шланг позволяют прокладывать кабель в различных условиях:
1. В земле (траншеях): Наиболее распространенный способ. Требует подготовки песчаной подушки, защиты кирпичом или сигнальными лентами. Допускается прокладка в зонах с низкой и средней коррозионной активностью грунтов.
2. В кабельных каналах, туннелях, коллекторах: Броня защищает от возможных механических воздействий при обслуживании.
3. По эстакадам и галереям: Усиленная конструкция противостоит ветровым и гололедным нагрузкам.
4. Внутри помещений распределительных устройств.
Запрещена прокладка по воздуху на тросах без дополнительной защиты от солнечного излучения, так как ПВХ оболочка подвержена УФ-старению.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами (например, с бумажно-масляной изоляцией)

Преимущества кабеля с изоляцией XLPE (ПвПу2г):

• Высокая надежность и долговечность: Отсутствие миграции изоляционной пропитки, стойкость к термоокислительному старению.
• Безопасность: Отсутствие масла исключает риск возгорания и утечек, что важно для прокладки в тоннелях и многоэтажных зданиях.
• Большая допустимая температура и токовая нагрузка: Длительно допустимая температура +90°C против +70°C для маслонаполненных кабелей.
• Простота монтажа и эксплуатации: Меньшие ограничения по перепадам высот при прокладке, отсутствие необходимости в системах масляного питания и контроля.
• Удобство монтажа муфт и концевых заделок.
• Экологическая безопасность.

Недостатки:

• Чувствительность к частичным разрядам: Требует безупречного качества изготовления и монтажа экранов.
• Большая жесткость и масса по сравнению с кабелями на низкие напряжения.
• Относительно высокая стоимость самого кабеля, однако общие затраты на сооружение линии часто ниже из-за отказа от масляного хозяйства.

Особенности монтажа и оконцевания

Монтаж кабеля 35 кВ 630 мм² требует специального оборудования и высокой квалификации персонала. Ключевые этапы:

1. Раскатка: Производится с помощью лебедок и роликов, установленных в трассе. Категорически запрещено волочение кабеля по земле или острым кромкам. Радиус изгиба должен строго соблюдаться.
2. Установка соединительных и концевых муфт: Это критически важная операция. Для кабелей с изоляцией XLPE используются термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты. Процесс включает послойное восстановление экранов и изоляции с высокой степенью чистоты и точности. Некачественный монтаж муфты – основная причина отказов.
3. Заземление: Металлический экран и броня должны быть надежно заземлены с двух концов линии для обеспечения безопасности и протекания токов КЗ. При большой длине линии применяют поперечное заземление или устройства циркулирующих токов.
4. Испытания после монтажа: Обязательным является испытание повышенным выпрямленным напряжением (105 кВ постоянного тока в течение 10-15 минут) для выявления возможных дефектов, допущенных при монтаже.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между кабелями ПвПу2г и АПвПу2г?

Первая буква маркировки указывает на материал токопроводящей жилы: отсутствие буквы «А» означает медную жилу, ее наличие – алюминиевую. Таким образом, АПвПу2г – это кабель с алюминиевой жилой, идентичный по конструкции изоляции и защитных оболочек. Выбор между ними основывается на расчете токовых нагрузок, стоимости (алюминиевый дешевле) и массе (алюминиевый легче).

Какой допустимый ток нагрузки для этого кабеля при прокладке в земле?

Допустимый длительный ток (I_доп) зависит от множества факторов: удельного теплового сопротивления грунта, его температуры, глубины прокладки, количества кабелей в траншее и расстояния между ними. Для одиночного кабеля ПвПу2г 1х630 мм² с медной жилой, проложенного в траншее на глубине 0,7-1,0 м в грунте с удельным тепловым сопротивлением 1,0 К·м/Вт и температурой грунта +15°C, I_доп составляет приблизительно 750-780 А. Точный расчет должен проводиться по методике, изложенной в ПУЭ и ГОСТ 31996-2012, с учетом реальных условий.

Можно ли использовать этот кабель для прокладки в воде?

Конструкция с защитным шлангом «г» и водоблокирующими лентами обеспечивает защиту от влаги и возможность прокладки в грунтах с высокой влажностью, а также в коллекторах с возможным подтоплением. Однако для постоянной прокладки под водой (в водоемах) предназначены специальные кабели с усиленной свинцовой герметизирующей оболочкой (например, марки ПвП). Кабель ПвПу2г для этого не рекомендуется.

Как правильно выбрать сечение металлического экрана?

Сечение медных проволок или лент металлического экрана нормируется стандартом и выбирается производителем исходя из ожидаемого тока короткого замыкания. Для кабеля 35 кВ 630 мм² стандартное сечение экрана обычно составляет 95-120 мм² по меди. При проектировании важно проверить соответствие этого сечения расчетному току КЗ в точке установки кабеля по времени его отключения, используя формулу термической стойкости. Недостаточное сечение экрана может привести к его перегоранию при КЗ.

Требуется ли для кабеля ПвПу2г 35 кВ система постоянного контроля изоляции?

Для кабельных линий 35 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена, в отличие от сетей 6-10 кВ с изолированной нейтралью, система постоянного контроля изоляции (например, сигнализация повреждения СДЗ) не является обязательной по ПУЭ. Однако для повышения эксплуатационной надежности и раннего обнаружения развивающихся дефектов часто применяются системы распределенного контроля температуры (DTS) или частичных разрядов (PD Monitoring).

Каков порядок приемки и испытания кабеля перед монтажом?

При приемке партии кабеля необходимо проверить сопроводительную документацию (сертификаты, паспорт), целостность упаковки и наружных покровов. Обязательным является измерение сопротивления изоляции мегомметром на напряжение 2500-5000 В (норма – сотни и тысячи МОм·км) и проверка целостности и правильности фазировки жил и экранов. Перед монтажом также рекомендуется провести испытание постоянным напряжением на готовой барабане, если позволяет испытательное оборудование.