Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвПу2гж 35 кВ 70 мм²: полный технический анализ

Кабель марки ПвПу2гж 35 кВ с номинальным сечением токопроводящей жилы 70 мм² представляет собой современное высоковольтное кабельное изделие, предназначенное для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 35 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы отвечают последним требованиям надежности, безопасности и долговечности в условиях интенсивной эксплуатации в электрических сетях среднего класса напряжения.

Расшифровка маркировки ПвПу2гж

Маркировка кабеля построена в соответствии с ГОСТ 31996-2012 и несет полную информацию о его конструкции:

• П – Изоляция из полиэтилена.
• в – Модификация полиэтилена – вулканизированный (сшитый) полиэтилен (XLPE).
• Пу – Тип защитной оболочки – полимерная оболочка усиленная (как правило, из полиэтилена высокой плотности, HDPE).
• 2г – Обозначение степени герметизации – «2» указывает на бронирование, «г» – на наличие герметизирующего слоя (гидрофобного заполнителя) в броне.
• ж – Форма и материал жилы – жила секторная или сегментная (в данном контексте чаще подразумевается, что жила многопроволочная, уплотненная).
• 35 кВ – Номинальное напряжение, на которое рассчитан кабель.
• 70 мм² – Номинальное сечение основной токопроводящей жилы.

Конструкция кабеля ПвПу2гж 35 кВ 70 мм²

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

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из медных проволок (класс 2 по ГОСТ 22483), скрученных в уплотненную конструкцию. Для сечения 70 мм² жила, как правило, многопроволочная (не менее чем из 12 проволок), что обеспечивает необходимую гибкость. Жила может иметь круглую или секторную (сегментную) форму, последняя применяется для оптимизации геометрии кабеля и уменьшения общего диаметра.

2. Экран на жиле (внутренний полупроводящий экран)

Поверх жилы методом экструзии наносится слой из сшитого полупроводящего полиэтилена. Его задача – выравнивание электрического поля, устранение микроскопических воздушных включений между жилой и изоляцией и предотвращение возникновения частичных разрядов.

3. Основная изоляция

Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE) методом радиационной или пероксидной сшивки. Толщина изоляции нормирована и для напряжения 35 кВ составляет, согласно ГОСТ, не менее 9.0 мм. XLPE обладает высокой электрической прочностью (не менее 20 кВ/мм), термостойкостью (длительно допустимая температура жилы +90°C), стойкостью к тепловым деформациям и трекингу.

4. Экран на изоляции (внешний полупроводящий экран)

Поверх основной изоляции наносится экструдированный слой полупроводящего сшитого полиэтилена. Он выполняет ту же функцию выравнивания поля, что и внутренний экран, но с внешней стороны изоляции.

5. Поясная изоляция

Представляет собой ленты из полупроводящего материала, наложенные поверх внешнего экрана. Обеспечивает равномерный контакт с металлическим экраном.

6. Металлический экран

Выполняется в виде медной ленты, наложенной продольно или в виде оплетки из медных проволок. Для кабеля 35 кВ 70 мм² чаще применяется комбинированный экран: медные проволоки (для проведения токов короткого замыкания) и медная лента (для защиты от электромагнитных помех). Сечение медных проволок нормируется в зависимости от ожидаемого тока КЗ. Основные функции: защита от внешних электромагнитных влияний, обеспечение симметрии электрического поля, проведение токов короткого замыкания и заземление.

7. Заполнитель и разделительный слой

Пространство под броней заполняется гидрофобным компаундом или битумным составом, что обеспечивает дополнительную защиту от продольного распространения влаги. Поверх заполнителя может накладываться поясная изоляция из полимерных лент.

8. Броня

Выполняется из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с зазором. Ленты имеют защитное цинковое покрытие для предотвращения коррозии. Броня обеспечивает механическую защиту от повреждений (удары, сдавливание, растяжение, грызуны).

9. Наружная защитная оболочка

Изготавливается из полиэтилена высокой плотности (HDPE) черного цвета. Оболочка маркируется с указанием марки кабеля, напряжения, сечения, года изготовления и производителя. HDPE обладает высокой стойкостью к влаге, агрессивным химическим средам, ультрафиолетовому излучению и механическим воздействиям.

Основные технические и электрические характеристики

Таблица 1. Ключевые параметры кабеля ПвПу2гж 35 кВ 1х70

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U (Um)	20,5 / 35 кВ (40,5 кВ)
Количество и сечение жил	1 x 70 мм2
Максимальная рабочая температура жилы	+90°C
Допустимая температура при КЗ (макс. 5 с)	+250°C
Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева	-20°C
Минимальный радиус изгиба при монтаже	15 x D (наружного диаметра кабеля)
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более	0,268 Ом/км
Индуктивное сопротивление (при частоте 50 Гц)	~0,15 Ом/км
Емкостной ток (зависит от способа прокладки)	~1,5-2,0 А/км
Допустимый длительный ток (при прокладке в земле, +25°C в траншее, глубина 0.7 м)	~250-280 А
Стойкость к переменному напряжению 50 Гц (испытательное, 5 мин.)	65 кВ
Стойкость к импульсному напряжению (грозовому)	170 кВ

Области применения

Кабель ПвПу2гж 35 кВ 70 мм² применяется для создания надежных и долговечных линий электропередачи и распределения электроэнергии. Основные сферы использования:

• Распределительные сети 35 кВ: Питание районных подстанций, крупных промышленных предприятий, насосных и компрессорных станций.
• Вводы и выводы с подстанций: Соединение открытых распределительных устройств (ОРУ) с силовыми трансформаторами или линиями, проложенными в земле.
• Прокладка в земле (траншеях): Броня и усиленная оболочка обеспечивают защиту от механических повреждений и коррозии. Требуется устройство песчаной подушки и защита сигнальной лентой или плитами.
• Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах: Благодаря негорючей изоляции и оболочке кабель может использоваться в закрытых сооружениях при соблюдении правил пожарной безопасности.
• Участки с повышенными требованиями к надежности: Трассы в условиях агрессивных грунтов, с риском повреждения грызунами, в сейсмически активных зонах.

Особенности монтажа и эксплуатации

Монтаж кабеля должен производиться в соответствии с ПУЭ (Правила устройства электроустановок), ГОСТ Р 50571 и инструкциями завода-изготовителя.

• Раскатка: Запрещается сбрасывать барабан с кабелем. Раскатка производится с применением кабельных роликов, установленных на прямых участках и в углах поворота. Минимальный радиус изгиба – 15 наружных диаметров кабеля.
• Прокладка в земле: Глубина траншеи – не менее 0,7 м для линий 35 кВ. На дне устраивается песчаная подушка толщиной 10-15 см. После укладки кабель засыпается слоем мягкого грунта или песка без камней толщиной 15-20 см, затем укладывается механическая защита (кирпич, бетонные плиты, сигнальная лента) и производится полная засыпка.
• Соединение и оконцевание: Требуют применения специальных кабельных муфт – соединительных и концевых (внутренней и наружной установки). Все работы по разделке и монтажу муфт должны выполняться квалифицированным персоналом с использованием профессионального инструмента. Особое внимание уделяется герметизации и восстановлению экранов.
• Заземление: Металлические экраны и броня кабеля подлежат обязательному двухстороннему заземлению для обеспечения безопасности и нормального режима работы. Сечение заземляющих проводников должно соответствовать требованиям ПУЭ.
• Испытания после монтажа: Перед вводом в эксплуатацию кабельная линия подвергается высоковольтным испытаниям выпрямленным напряжением (по нормам ПТЭЭП) и проверке целостности и правильности соединения жил и экранов.

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

Преимущества:

• Высокая надежность и долговечность: Срок службы – не менее 30-40 лет.
• Отсутствие тока утечки и проблем, связанных с течью масла: В отличие от маслонаполненных кабелей.
• Большая допустимая температура и перегрузочная способность: Длительно +90°C против +70°C для кабелей с бумажно-масляной изоляцией.
• Меньший вес и внешний диаметр: Облегчает транспортировку и монтаж.
• Меньшая трудоемкость монтажа: Не требуется сложная система подпитки маслом и контроль уровня.
• Возможность прокладки на вертикальных участках без ограничений по высоте.
• Экологическая безопасность: Отсутствие масла.

Недостатки/Особенности:

• Чувствительность к качеству монтажа муфт: Требуется высокая квалификация монтажников.
• Чувствительность к механическим повреждениям при монтаже: Особенно к задирам изоляции и экрана.
• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями на низкое напряжение.
• Необходимость тщательного выбора и монтажа устройств для компенсации емкостных токов в протяженных линиях.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. В чем ключевое отличие ПвПу от ПвП?

Буква «у» в маркировке ПвПу обозначает «усиленная» полимерная оболочка. Как правило, для ПвПу используется полиэтилен высокой плотности (HDPE), который обладает большей механической прочностью, стойкостью к истиранию и агрессивным средам по сравнению с поливинилхлоридной (ПВХ) оболочкой, которая часто применяется в кабелях марки ПвП. Это делает ПвПу2гж более предпочтительным для прокладки в земле (траншеях) и в сложных условиях.

2. Какое сечение медных проволок экрана используется для данного кабеля и как его определить?

Сечение экрана нормируется ГОСТ и зависит от ожидаемого тока короткого замыкания. Для кабеля 35 кВ 70 мм² типовое сечение медных проволок в экране составляет 25 или 35 мм². Точное значение указывается в технических условиях завода-изготовителя и в кабельном паспорте. При проектировании необходимо выполнить расчет тока КЗ в точке установки кабеля и убедиться, что сечение экрана удовлетворяет условию термической стойкости.

3. Можно ли прокладывать кабель ПвПу2гж в воде?

Конструкция кабеля ПвПу2гж с гидрофобным заполнителем и усиленной полиэтиленовой оболочкой обеспечивает высокую стойкость к влаге и может допускать кратковременное или постоянное нахождение в воде при условии отсутствия механических нагрузок (течений, истирания о дно). Однако для постоянной прокладки по дну водоемов или в условиях сильных механических воздействий существуют специальные исполнения кабелей с броней из оцинкованных проволок (например, ПвПв2г) и усиленной защитой от поперечного проникновения воды.

4. Какой метод сшивки полиэтилена предпочтительнее – пероксидный или радиационный?

Оба метода, при соблюдении технологии, обеспечивают высокое качество изоляции. Пероксидная сшивка (нагревание под давлением) является более традиционной и распространенной для силовых кабелей среднего и высокого напряжения. Она обеспечивает равномерную степень сшивки по всему объему изоляции. Радиационная сшивка (обработка потоком электронов) также применяется, но требует строгого контроля процесса. В сертифицированной продукции, соответствующей ГОСТ, оба метода дают изоляцию, отвечающую всем требованиям стандарта.

5. Как правильно выбрать концевую муфту для этого кабеля?

Выбор муфты должен основываться на следующих критериях: номинальное напряжение (35 кВ), тип кабеля (одножильный, с изоляцией XLPE, с медным экраном), сечение жилы (70 мм²). Муфты различаются для внутренней (КВВ) и наружной (КВН) установки. Для наружной установки обязательна стойкость к УФ-излучению и атмосферным осадкам. Крайне важно использовать муфты и комплектующие одного производителя, рекомендованные для данного типа кабеля, и строго следовать инструкции по монтажу.

6. Каков реальный срок службы такого кабеля?

Расчетный (гарантийный) срок службы кабеля ПвПу2гж, заявленный производителями, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может превышать 40-50 лет при соблюдении условий прокладки, монтажа (особенно муфт), отсутствии перегрузок сверх нормы и эксплуатации в рамках заданных климатических и механических условий. Критическим фактором является качество монтажа соединительных арматур.

7. Требуется ли для прокладки кабеля в траншее дополнительная защита поверх брони?

Да, согласно ПУЭ и СП, для кабелей напряжением 35 кВ, прокладываемых в земле, на глубине 0,7-1,0 м необходимо устройство защитного покрытия из кирпича или бетонных плит поверх слоя мягкого грунта для защиты от механических повреждений при земляных работах. Допускается применение сигнальной ленты из пластика с предупреждающей надписью, уложенной на расстоянии 250 мм от наружной поверхности кабеля.