Кабель ПвПу2гж 1х240
Кабель ПвПу2гж 1х240: полный технический анализ и область применения
Кабель ПвПу2гж 1х240 представляет собой одножильный силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение до 35 кВ включительно частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, длительный срок службы и возможность эксплуатации в широком диапазоне условий, включая прокладку в земле (траншеях) без дополнительной защиты. Расшифровка маркировки является ключом к пониманию его характеристик: П – изоляция из силанольносшитого полиэтилена, в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката, Пу – усиленная защитная оболочка, 2г – «двойная герметизация»: гидрофобный заполнитель в поясной изоляции и алюмополимерная лента под оболочкой, ж – жила однопроволочная (жесткая), 1 – количество жил, 240 – номинальное сечение жилы, мм².
Конструкция кабеля ПвПу2гж 1х240
Конструкция кабеля является многослойной, где каждый элемент выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее от центра к периферии.
- Токопроводящая жила: Круглая, однопроволочная (монолитная), выполненная из алюминия или медной проволоки (в зависимости от исполнения, но чаще алюминиевая в данном сегменте). Сечение 240 мм² соответствует требованиям ГОСТ и обеспечивает низкое электрическое сопротивление. Для алюминиевой жилы сечением 240 мм² класс жесткости обычно соответствует 1-му (однопроволочная).
- Экран по жиле (внутренний полупроводящий слой): Наносится поверх токопроводящей жилы методом экструзии. Изготовлен из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей композиции. Выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные концентрации напряженности и ионизационные процессы в изоляции.
- Изоляция: Выполнена из силанольносшитого полиэтилена (Пв). Толщина изоляции нормирована в зависимости от класса напряжения. Для кабеля на 35 кВ это составляет, как правило, 10.0 мм. Материал обладает высокой электрической прочностью, термостойкостью (допустимая температура длительной эксплуатации +90°C), стойкостью к тепловым деформациям благодаря пространственной сшивке молекул.
- Экран по изоляции (внешний полупроводящий слой): Аналогичен внутреннему экрану. Наносится поверх изоляции, формируя совместно с жильным экраном коаксиальную конструкцию, в которой изоляция работает в равномерном радиальном электрическом поле.
- Поясная изоляция: Выполнена в виде экранирующих лент (полупроводящих или медных) с наложением внахлест. Обеспечивает контакт с металлическим экраном.
- Гидрофобный заполнитель: На данном этапе конструкции наносится слой гидрофобного геля или пасты, который в случае локального повреждения внешних покровов препятствует продольному распространению влаги вдоль оси кабеля. Это элемент «двойной герметизации» (индекс «2г»).
- Металлический экран: Выполняется в виде медной ленты или проволочных жил (спирально наложенных или продольных). В кабелях на напряжение 35 кВ часто применяется комбинированный экран: медная лента плюс повив медных проволок. Основные функции: защита от электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля, использование в качестве проводника для токов короткого замыкания и токов утечки.
- Алюмополимерная лента (АПЛ): Ключевой элемент барьерной герметизации. Лента, состоящая из слоя алюминиевой фольги, ламинированной с одной или двух сторон полимерной пленкой, накладывается продольно с образованием герметичного замка (нахлеста). Она служит абсолютным барьером для проникновения влаги и других агрессивных сред извне к силовой изоляции кабеля.
- Оболочка: Внешняя защитная оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Индекс «Пу» означает «усиленная», что подразумевает увеличенную толщину и повышенные механические свойства. Оболочка защищает все внутренние элементы кабеля от механических повреждений, агрессивных химических сред, ультрафиолетового излучения и выполняет функцию дополнительного изоляционного покрова.
- Вводы и выводы мощности с подстанций и распределительных устройств 35 кВ.
- Питание крупных промышленных потребителей (заводы, фабрики, горнодобывающие предприятия).
- Межсекционные связи и перемычки в распределительных сетях.
- Прокладка в качестве магистральных линий в городских кабельных сетях.
- Питание насосных станций, тяговых подстанций.
- В земле (траншеях): Это основной способ прокладки. Кабель укладывается на подготовленную подушку (песок), с засыпкой мягким грунтом и защитой сигнальной лентой и кирпичом/плитами в зонах повышенного риска. Конструкция «2г» (АПЛ+заполнитель) надежно защищает изоляцию от влаги даже при длительном нахождении в грунтовых водах.
- В кабельных каналах, туннелях, коллекторах: При групповой прокладке необходимо учитывать коэффициент снижения токовой нагрузки.
- В помещениях и на эстакадах: При отсутствии риска механических повреждений. Не рекомендуется прокладка на открытом солнце без дополнительной защиты.
- Высокая надежность и долговечность: Срок службы достигает 40-50 лет. Отсутствие миграции масла и старения бумаги.
- «Двойная герметизация» (2г): Обеспечивает высочайший уровень защиты от влаги, позволяя прокладывать кабель в грунтах с высоким уровнем грунтовых вод без дополнительных труб.
- Высокие допустимые температуры: Длительная работа при +90°C и перегрузочная способность.
- Простота монтажа и эксплуатации: Меньший вес и радиус изгиба по сравнению с маслонаполненными кабелями. Отсутствие необходимости в системах подпитки маслом и контроля давления.
- Пожарная безопасность: Отсутствие горючего масла. Оболочка из ПВХ пластиката с пониженной горючестью и дымообразованием.
- Устойчивость к внешним воздействиям: Коррозионная стойкость, устойчивость к агрессивным грунтам.
- Более высокая стоимость по сравнению с кабелями на низкое напряжение или с ПВХ изоляцией.
- Чувствительность к точечным механическим повреждениям при монтаже: Надрез или вмятина на изоляции из сшитого полиэтилена может стать очагом развития электрического дерева.
- Необходимость использования специального инструмента и технологий для разделки и монтажа концевых и соединительных муфт. Требуется абсолютная чистота и соблюдение технологических карт.
- Ограничение по минимальной температуре монтажа без подогрева.
- Подготовка: Проверка целостности оболочки, заземление металлических экранов с двух сторон.
- Разделка кабеля: Послойное снятие оболочки, АПЛ, экрана, изоляции с использованием кабельных ножей, стрипперов. Крайне важна фазировка и точная разметка длин.
- Монтаж муфт:
- Соединительные муфты: Используются для сращивания двух отрезков кабеля. Восстанавливают непрерывность жилы, изоляции, экрана и герметичность.
- Концевые муфты (концевая заделка): Устанавливаются для перехода с кабельной линии на воздушную или для подключения к оборудованию КРУ, трансформаторам. Бывают наружной (ОСК) и внутренней (КВТп) установки. Включают в себя изолятор, заполняются диэлектрическим гелем или представляют собой термоусаживаемую конструкцию.
- Испытания: После монтажа линия обязательно подвергается высоковольтным испытаниям выпрямленным напряжением (по нормам ПУЭ) и измерению сопротивления изоляции.
Основные технические и электрические характеристики
Характеристики кабеля регламентируются техническими условиями ТУ 16.К71-335-2004 (и аналогичными), а также международным стандартом МЭК 60502-2. Приведенные ниже данные являются типовыми.
Таблица 1. Ключевые электрические параметры для кабеля ПвПу2гж 1х240 на напряжение 35 кВ
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um) | 20/35 кВ (40,5 кВ) |
| Максимальная допустимая температура жилы при длительной эксплуатации | +90°C |
| Максимальная температура жилы при коротком замыкании (длительность до 5 сек) | +250°C |
| Допустимая температура нагрева жилы при перегрузке | +130°C |
| Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева | -15°C |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | 20 x D (где D – наружный диаметр кабеля) |
| Сопротивление жилы постоянному току при +20°C (алюминий/медь), Ом/км, не более | 0.125 / 0.0754 |
| Рабочая емкость, мкФ/км | ~0.3 — 0.4 |
| Индуктивное сопротивление, Ом/км | ~0.15 — 0.18 |
Таблица 2. Длительно допустимый ток нагрузки (ДДТ) для кабеля ПвПу2гж 1х240 при прокладке в земле
| Материал жилы | ДДТ, А | Мощность при 35 кВ (3-фазная линия, 3 кабеля), МВА |
|---|---|---|
| Алюминий (Al) | ~410 — 430 | ~25 — 26 |
| Медь (Cu) | ~530 — 560 | ~32 — 34 |
Примечание: Фактические значения ДДТ требуют точного расчета с учетом всех реальных условий прокладки (группировка, температура, тепловое сопротивление грунта, наличие других кабелей).
Область применения и способы прокладки
Кабель ПвПу2гж 1х240 предназначен для создания участков кабельных линий электропередачи среднего класса напряжения. Основные сферы применения:
Благодаря конструкции с усиленной оболочкой и барьерной герметизацией, кабель допускается к прокладке:
Прокладка в воздухе (по фасадам, на опорах) не является типовой для данной конструкции, так как отсутствуют несущие элементы (трос). Для ВЛ применяются специальные марки кабелей (например, с встроенным несущим тросом).
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами
Сравнение проводится с кабелями старого поколения с бумажно-масляной изоляцией (МВД, МНД) и с кабелями в ПВХ изоляции.
Преимущества:
Недостатки:
Монтаж, соединение и оконцевание
Работа с кабелем ПвПу2гж требует высокой квалификации персонала. Основные этапы:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем принципиальное отличие ПвПу2гж от ПвПг?
Индекс «2г» (двойная герметизация) указывает на наличие двух барьеров от влаги: гидрофобного заполнителя в поясной изоляции и алюмополимерной ленты (АПЛ) под оболочкой. В марке ПвПг («г» – герметизация) обычно используется только заполнитель или другие методы, но не АПЛ. Кабель ПвПу2гж обладает более высокой надежностью при длительной прокладке в сырых и затопляемых грунтах.
Можно ли использовать кабель ПвПу2гж 1х240 для прокладки в воздухе?
Конструктивно кабель не предназначен для подвески на опорах, так как не имеет несущего троса. Однако его допускается прокладывать по эстакадам, в галереях и внутри помещений, где отсутствует риск значительных механических нагрузок на растяжение. При прокладке на открытом солнце рекомендуется защита от УФ-излучения (например, гофрированные трубы из ПЭ).
Как правильно выбрать сечение 240 мм²? На что влияет материал жилы?
Сечение 240 мм² выбирается на основе расчета по допустимому току нагрузки (ДДТ) и токам короткого замыкания, а также с учетом потерь напряжения. Медная жила имеет примерно на 30% большую пропускную способность по току и лучшее сопротивление удару тока КЗ, но кабель с медной жилой значительно дороже и тяжелее. Алюминиевый кабель легче и дешевле, что часто является определяющим фактором для сетей 35 кВ при достаточности его электрических параметров.
Каков реальный срок службы этого кабеля?
Заявленный производителями срок службы кабеля ПвПу2гж составляет не менее 40 лет. Фактический ресурс зависит от условий эксплуатации: стабильности нагрузки, отсутствия частых перегрузок и токов КЗ, качества монтажа (особенно муфт), коррозионной агрессивности среды. Регулярный мониторинг (диагностика частичных разрядов, измерение tg δ) позволяет прогнозировать остаточный ресурс.
Какой должна быть глубина прокладки кабеля в земле?
Согласно ПУЭ, глубина прокладки кабелей напряжением 20-35 кВ от планировочной отметки должна быть не менее 0,7 м. В районах с вечной мерзлотой прокладка рекомендуется в траншеях над активным слоем. При пересечении дорог и других сооружений кабель прокладывается в защитных трубах или блоках на глубине не менее 1 м.
Обязательно ли использовать концевые муфты при вводе в КРУ?
Да, обязательно. Концевая муфта (заделка) выполняет несколько критических функций: обеспечивает плавный градиент электрического поля на конце экрана, герметизирует торец кабеля, предотвращая доступ влаги и загрязнений к изоляции, а также предоставляет надежный контакт для подключения к шинам или аппаратуре. Монтаж кабеля без концевой заделки недопустим.
Как маркируется кабель при поставке?
Кабель наматывается на деревянный или металлический барабан. На щеках барабана крепится бирка с указанием: завода-изготовителя, марки кабеля, длины, сечения, номинального напряжения, даты изготовления, номера барабана, массы брутто и знака соответствия. Сам кабель через каждые ~300-500 мм имеет непрерывную печатную маркировку с указанием марки, сечения, напряжения, года выпуска и названия производителя.
Заключение
Кабель ПвПу2гж 1х240 является современным, надежным и технологичным решением для строительства и модернизации кабельных линий электропередачи среднего класса напряжения 35 кВ. Его конструкция с изоляцией из сшитого полиэтилена и системой двойной барьерной герметизации обеспечивает длительный срок службы даже в сложных грунтовых условиях. Правильный выбор, монтаж с соблюдением всех технологических норм и последующая эксплуатация в рамках расчетных параметров позволяют создать энергетическую линию, отвечающую высоким требованиям по надежности и безопасности. При проектировании систем электроснабжения инженерам необходимо учитывать как преимущества данной марки кабеля, так и специфику работы с полиэтиленовой изоляцией, делая акцент на квалификации монтажных бригад и качестве применяемых комплектующих муфт.