Кабель ПвПуг 1-х жильный 35 кВ
Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвПуг 1х жильный на напряжение 35 кВ: полный технический анализ
Кабель марки ПвПуг 1х жильный на напряжение 35 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, одножильный, с медной токопроводящей жилой, в поливинилхлоридной оболочке, предназначенный для прокладки в земле (траншеях) без дополнительной защиты. Данный кабель является ключевым элементом в современных кабельных линиях среднего и высокого напряжения, используемых для передачи и распределения электроэнергии в стационарных установках.
Расшифровка маркировки ПвПуг
Маркировка кабеля выполняется согласно ГОСТ 31996-2012 и несет полную информацию о его конструкции:
- П – изоляция из сшитого (сетчатого) полиэтилена.
- в – оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
- П – наружный покров (защитный шланг) из полиэтилена.
- уг – обозначение «упрощенной» конструкции, предназначенной для прокладки в земле. Фактически означает отсутствие брони и металлических экранов поверх скрученных жил (так как жила одна), но наличие экрана на жиле.
- 1х – количество жил (одна).
- 35 кВ – номинальное напряжение 35 киловольт.
- Защитная: является заземляющим элементом. При повреждении основной изоляции ток замыкания стекает через него в землю, вызывая срабатывание защитных устройств.
- Эксплуатационная: в кабелях на напряжение 6 кВ и выше служит для пропускания тока, наведенного электромагнитным полем жилы. Без его заземления с двух сторон в экране индуцируются значительные напряжения и циркулируют токи, приводящие к перегреву и потерям.
- Меньший вес и радиус изгиба по сравнению со свинцовыми кабелями, что облегчает транспортировку и монтаж.
- Высокая стойкость к коррозии – отсутствие свинца и стали делает кабель невосприимчивым к электрохимической коррозии.
- Большая пропускная способность при одинаковом сечении из-за лучшей теплоотдачи полимерных материалов и более высокой допустимой температуры жилы (+90°C против +70°C для бумажной изоляции).
- Простота монтажа и обслуживания – не требует специальной концевых заделок для герметизации оболочки, как свинцовые кабели.
Таким образом, полное название описывает одножильный кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, в поливинилхлоридной оболочке и полиэтиленовом шланге, упрощенной конструкции для прокладки в земле.
Конструкция кабеля ПвПуг 1х жильный 35 кВ
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее изнутри наружу.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из медной проволоки (материал – медь марки М1 по ГОСТ 859). Для сечений от 50 мм² и выше жила, как правило, секторной или сегментной формы для оптимального заполнения пространства и снижения общего диаметра. Жила может быть как однопроволочной (монолитной) для определенного диапазона сечений, так и многопроволочной. Класс гибкости – 1 или 2 по ГОСТ 22483.
2. Экран на жиле (полупроводящий, внутренний)
Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его ключевая задача – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений между жилой и основной изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов (коронного разряда) – главного дестабилизирующего фактора для полимерной изоляции.
3. Основная изоляция
Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE – Cross-Linked Polyethylene). Процесс сшивания (образования поперечных молекулярных связей) радиационным или пероксидным способом придает материалу выдающиеся свойства: высокую термостойкость (длительно допустимая температура +90°C), стойкость к деформациям и растрескиванию, низкие диэлектрические потери. Толщина изоляции нормируется стандартами в зависимости от номинального напряжения.
4. Экран на изоляции (полупроводящий, внешний)
Аналогичный внутреннему, слой полупроводящего материала, нанесенный поверх основной изоляции. Замыкает силовые линии электрического поля внутри изоляционного цилиндра. Обычно выполняется в виде экструдированной оболочки.
5. Медный экран (поясной экран)
Располагается поверх внешнего полупроводящего экрана. Выполняется в виде медных проволок, спирально наложенных поверх изоляции, или в виде медной ленты, наложенной продольно или по спирали. В одножильных кабелях этот экран выполняет две критически важные функции:
6. Разделительный слой
Изготавливается из полимерной пленки или нетканого материала. Предназначен для предотвращения непосредственного контакта медного экрана с внешней оболочкой, а также для облегчения разделки кабеля при монтаже концевой муфты.
7. Поливинилхлоридная (ПВХ) оболочка
Внешняя защитная оболочка из ПВХ пластиката. Обеспечивает механическую защиту внутренних слоев от повреждений, а также защиту от проникновения влаги. Имеет характерный цвет (чаще черный) и наносится методом экструзии. Оболочка маркируется с указанием марки кабеля, сечения, напряжения, года изготовления и производителя.
8. Наружный покров (защитный шланг) из полиэтилена
Внешний слой из полиэтилена низкого давления (ПНД). Обозначается в маркировке как «П». Его основное назначение – защита ПВХ оболочки от механических повреждений при укладке в траншею, от воздействия агрессивных почв, грызунов, а также от растягивающих нагрузок. Полиэтиленовый шланг обладает высокой стойкостью к истиранию и химической инертностью.
Основные технические характеристики и условия применения
Электрические параметры
| Параметр | Значение / Описание | Нормативный документ |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um) | 35 кВ (20,6/35/40,5 кВ) | ГОСТ 31996-2012 |
| Система измерения напряжения | U0 – напряжение между жилой и землей (20,6 кВ), U – междуфазное (35 кВ), Um – максимальное (40,5 кВ) | — |
| Частота переменного тока | 50 Гц | — |
| Испытательное переменное напряжение промышленной частоты | 65 кВ (в течение 10 мин. для кабелей после монтажа) | ПУЭ, гл. 1.8 |
| Допустимая температура жилы при длительной эксплуатации | +90°C | ГОСТ 31996-2012 |
| Допустимая температура жилы при перегрузке | +130°C (не более 8 ч в сутки, 1000 ч за срок службы) | ГОСТ 31996-2012 |
| Допустимая температура жилы при коротком замыкании | +250°C (максимальная длительность до 5 с) | ГОСТ 31996-2012 |
| Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева | -15°C | — |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | Не менее 20 наружных диаметров кабеля | ГОСТ 31996-2012 |
Область применения и способ прокладки
Кабель ПвПуг 1х жильный 35 кВ предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение до 35 кВ частотой 50 Гц. Основной и предпочтительный способ прокладки – в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, без наличия блуждающих токов, в слабо- и среднерастяжимых грунтах. Благодаря наличию полиэтиленового шланга, кабель не требует дополнительной защиты кирпичом или бетонными плитами при правильной подготовке траншеи (засыпка песком, укладка сигнальной ленты). Допускается прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, а также по эстакадам и галереям, при условии защиты от прямых солнечных лучей.
Сравнение с аналогами и выбор сечения
Основным аналогом кабеля ПвПуг является кабель в свинцовой оболочке (АСБл, СБл) или кабель с алюминиевой жилой (АПвПуг). Ключевые преимущества ПвПуг:
Выбор сечения жилы осуществляется на основе расчета допустимого длительного тока нагрузки с учетом способа прокладки, температуры грунта, количества работающих параллельных кабелей в траншее и удельного теплового сопротивления грунта. Расчет ведется согласно ПУЭ (Глава 1.3) и методическим указаниям. Для ориентировки можно использовать табличные данные из ГОСТ 31996-2012 или каталогов производителей.
Особенности монтажа и эксплуатации
При монтаже одножильных кабелей на напряжение 35 кВ критически важно правильное заземление медных экранов. Для предотвращения циркуляции токов в экранах (при параллельной прокладке нескольких кабелей в одной траншее) применяют одноточечное или двухточечное заземление с установкой устройств защиты от перенапряжений (ОПН) на неподключенном конце. Схема заземления должна быть указана в проекте.
При прокладке в земле необходимо соблюдать минимально допустимые расстояния между параллельными кабелями (не менее 100 мм для 35 кВ) для обеспечения теплоотвода. Траншея должна быть подготовлена: удалены камни, насыпана песчаная подушка. После укладки кабель засыпается мягким грунтом или песком, укладывается сигнальная лента, затем траншея закапывается полностью.
Обязательным этапом ввода в эксплуатацию является высоковольтное испытание повышенным напряжением выпрямленного тока или сверхнизкой частоты (СНЧ), а также измерение сопротивления изоляции.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается ПвПуг от ПвП?
Маркировка «уг» (упрощенная для грунта) в кабеле ПвПуг указывает на наличие внешнего полиэтиленового шланга поверх ПВХ оболочки, что обеспечивает повышенную механическую защиту при прокладке непосредственно в земле. Кабель ПвП (без «уг») имеет только ПВХ оболочку и предназначен для прокладки в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, по эстакадам), где нет прямого контакта с грунтом и острыми камнями.
Почему для одножильного кабеля 35 кВ так важен экран и как его правильно заземлять?
Экран в одножильном кабеле служит для замыкания электрического поля и пропускания наведенного тока. При неправильном заземлении (например, если заземлить только с одной стороны) на незаземленном конце может возникнуть опасное для жизни напряжение в несколько киловольт. При заземлении с двух сторон в экране циркулируют значительные токи, вызывающие перегрев и потери. Рекомендуемая схема – заземление с двух сторон через устройства защиты (ОПН) или применение перекрестного соединения экранов на участках при параллельной прокладке нескольких кабелей для взаимной компенсации магнитных полей.
Какое сечение жилы выбрать для линии 35 кВ длиной 2 км с передаваемой мощностью 20 МВт?
Для предварительной оценки можно использовать формулу: I = P / (√3 U cosφ). При cosφ = 0.9, I = 20 000 000 / (1.73 35000 0.9) ≈ 367 А. По таблицам допустимых токов для прокладки в земле (при стандартных условиях: температура грунта +15°С, тепловое сопротивление 1.0 К·м/Вт) кабель с медной жилой сечением 240 мм² имеет допустимый ток около 400-420 А. Однако окончательный расчет должен учитывать реальные условия прокладки (температуру грунта, наличие других кабелей, тепловое сопротивление грунта), что может потребовать увеличения сечения до 300 или 400 мм². Обязательно выполняется расчет потерь напряжения.
Можно ли прокладывать кабель ПвПуг в воде?
Нет, кабель ПвПуг не предназначен для прокладки непосредственно в воде (реки, озера, моря). Его конструкция (ПВХ оболочка + полиэтиленовый шланг) обеспечивает стойкость к почвенной влаге и кратковременному погружению, но не является герметичной для длительной работы под гидростатическим давлением. Для прокладки в водных преградах используются специальные кабели с герметичной свинцовой или алюминиевой оболочкой и усиленной бронезащитой.
Что означает цветовая маркировка оболочки?
Согласно ГОСТ 31996-2012 и ТУ 3520-001-86330495-2014, кабели на напряжение 35 кВ должны иметь оболочку черного цвета. На поверхность оболочки методом тиснения или печати наносится маркировка с названием производителя, годом изготовления, маркой кабеля, сечением и длиной. Цветовая маркировка фаз для одножильных кабелей не применяется, так как фазы монтируются раздельными кабелями.
Какой срок службы у кабеля ПвПуг 35 кВ?
Номинальный срок службы кабеля ПвПуг при соблюдении условий эксплуатации, хранения, транспортировки и монтажа, указанных в технической документации, составляет не менее 30 лет. Фактический срок службы может быть больше и зависит от режимов работы (наличие перегрузок, коротких замыканий), коррозионной активности среды, механических воздействий и качества проведенных монтажных работ, особенно соединений и концевых заделок.