Кабель ПвПуг 10 кВ 630 мм

Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвПуг 10 кВ 630 мм²: технические характеристики, конструкция и область применения

Кабель силовой марки ПвПуг на напряжение 10 кВ с сечением токопроводящей жилы 630 мм² представляет собой современное высоковольтное кабельное изделие, предназначенное для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Его применение обусловлено требованиями к высокой надежности, долговечности и эффективности в электрических сетях среднего напряжения. Расшифровка маркировки: П – изоляция из силанольносшитого полиэтилена, в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката, П – броня из плоских стальных оцинкованных проволок, уг – наличие медных экранов на жиле и поверх изоляции. Номинальное напряжение 10 кВ указывает на линейное напряжение, для которого предназначен кабель, а 630 мм² – это номинальное сечение основной токопроводящей жилы.

Конструкция кабеля ПвПуг 10 кВ 630 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, каждый элемент которой выполняет строго определенную функцию. Полная симметрия и герметичность конструкции являются залогом его надежной работы в высоковольтных сетях.

• Токопроводящая жила. Выполняется из медной проволоки (материал — ММ) круглой формы, соответствующей 1 или 2 классу по ГОСТ 22483. Для сечения 630 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы для компактности. Медь обеспечивает высокую электропроводность, стойкость к электроэрозии и механическую прочность.
• Экран по жиле (полупроводящий экран). Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты. Выравнивает распределение электрического поля, предотвращая локальные перенапряжения и микроразряды на границе жила-изоляция.
• Изоляция. Основной изолирующий слой выполнен из силанольносшитого полиэтилена (СПЭ). Толщина изоляции нормирована стандартами (например, ГОСТ 15150). Для 10 кВ она составляет, как правило, 4.5 мм. СПЭ обладает высокой диэлектрической прочностью, отличными температурными характеристиками (допускает нагрев жилы до 90°C в длительном режиме и до 250°C при КЗ), стойкостью к термоокислительному старению и трекингу.
• Экран по изоляции (полупроводящий экран). Наносится поверх изоляции аналогично экрану по жиле. Вместе с экраном по жиле создает коаксиальную конструкцию, ограничивающую электрическое поле внутри кабеля и обеспечивающую равномерное радиальное распределение напряжения.
• Медный экран (поясной экран). Выполняется в виде медных лент, спирально наложенных с перекрытием, или в виде оплетки из медных проволок. Сечение поясного экрана нормируется. Для кабеля 630 мм² оно обычно составляет не менее 16 мм². Основные функции: защита от внешних электромагнитных помех, замыкание токов утечки при повреждении, использование в качестве заземляющего проводника при однофазных замыканиях на землю.
• Разделительный слой. Представляет собой поясную изоляцию из электротехнической бумаги, ПЭТ-ленты или крепированной бумаги, наложенную поверх медного экрана. Предотвращает непосредственный контакт экрана с броней, защищая экран от коррозии и механических повреждений при монтаже и эксплуатации.
• Броня. Выполнена из двух стальных оцинкованных лент (обозначение «П» в маркировке), наложенных с зазором так, чтобы вторая лента перекрывала зазор первой. Толщина лент регламентирована. Обеспечивает механическую защиту от сдавливания, растяжения, грызунов и случайных повреждений при прокладке в земле (траншеях), туннелях, каналах.
• Защитный шланг (наружная оболочка). Изготавливается из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ), стойкого к маслам, агрессивным почвам, влаге и ультрафиолету (при прокладке на открытом воздухе). Имеет характерную желтую окраску для высоковольтных кабелей. Защищает броню от коррозии и обеспечивает дополнительную механическую и химическую стойкость.

Основные технические и электрические параметры

Параметры кабеля регламентируются межгосударственным стандартом ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 1, 3 и 10 кВ».

Таблица 1. Основные технические характеристики кабеля ПвПуг 10 кВ 1х630 мм²

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U, кВ	8,7/10
Число и сечение жил, мм²	1х630
Максимально допустимая температура жилы в длительном режиме, °C	90
Максимальная температура жилы при коротком замыкании (до 5 сек), °C	250
Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева, °C	-20
Минимальный радиус изгиба при прокладке	15 наружных диаметров кабеля
Сопротивление изоляции при 20°C, не менее, МОм·км	100
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц после прокладки, кВ/продолжительность	22 кВ / 10 мин.
Строительная длина, не менее, м	150-200 (оговаривается с заводом-изготовителем)
Масса 1 км кабеля, приблизительно, кг	9500 — 11000

Таблица 2. Электрические параметры (расчетные) при температуре жилы 90°C

Параметр	Значение
Активное сопротивление жилы постоянному току (Rпост), Ом/км, не более	0.0283
Индуктивное сопротивление (X), Ом/км (при расстоянии между осями кабелей 100 мм)	~0.11 — 0.13
Емкостной ток (Ic), А/км	~1.8 — 2.2
Допустимый длительный ток нагрузки (Iдоп) в земле (траншее), А*	~710 — 780
Допустимый длительный ток нагрузки (Iдоп) в воздухе, А*	~660 — 720

• Точные значения I_доп зависят от конкретных условий прокладки: температуры земли/воздуха, глубины заложения, числа кабелей в траншее, наличия нагрузок от других кабелей и т.д. Расчет ведется по методике, изложенной в ПУЭ гл.1.3 и нормативных документах.

Область применения и особенности прокладки

Кабель ПвПуг 10 кВ 630 мм² предназначен для эксплуатации в электрических сетях на номинальное переменное напряжение 10 кВ частотой 50 Гц с изолированной или эффективно заземленной нейтралью. Основные сферы применения:

• Питающие линии от ГПП (главной понизительной подстанции) к цеховым ТП (трансформаторным подстанциям) на промышленных предприятиях.
• Магистральные линии в распределительных сетях городской и сельской инфраструктуры.
• Вводы мощных потребителей (насосные станции, компрессорные, крупные торговые центры, стадионы).
• Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах, галереях), а также в земле (траншеях) при условии отсутствия растягивающих усилий.

Особенности монтажа: Прокладка должна осуществляться при температуре не ниже -20°C. При более низких температурах требуется предварительный подогрев в течение 24-72 часов. Минимальный радиус изгиба составляет 15 диаметров кабеля. При прокладке в земле необходима песчаная подушка толщиной не менее 100 мм, защита от механических повреждений кирпичом или плитами, и сигнальная лента. Медные экраны кабеля подлежат обязательному заземлению с двух сторон. При большой длине линии (когда емкостной ток становится значительным) требуется применение специальных схем заземления экранов, возможно, с их поперечным соединением и секционированием, для предотвращения наведения опасных напряжений.

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

• Преимущества:
  • Высокая допустимая температура жилы (90°C против 70-75°C у бумажно-масляных), что позволяет пропускать больший ток при том же сечении.
  • Отсутствие тока утечки и необходимости контроля и подпитки масла.
  • Меньшая масса и внешний диаметр, что облегчает транспортировку и монтаж.
  • Возможность прокладки на вертикальных и наклонных трассах без ограничений по перепаду высот.
  • Большая строительная длина, уменьшающая количество муфт на линии.
  • Простота монтажа концевой и соединительной арматуры.
  • Высокая стойкость к коротким замыканиям.
• Недостатки / Особенности:
  • Чувствительность к точечным механическим повреждениям изоляции (например, при ударе острым предметом), что требует аккуратности при монтаже.
  • Склонность изоляции СПЭ к водному древению при длительном контакте с влагой в случае повреждения оболочки и экрана. Поэтому контроль герметичности оболочки критически важен.
  • Более высокая (по сравнению с бумажно-масляными кабелями старого типа) чувствительность к частичным разрядам в случае дефектов монтажа экранов или муфт.
  • Как правило, более высокая стоимость самого кабеля, однако общие затраты на проект (монтаж, обслуживание) часто оказываются ниже.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кабель ПвПуг от АПвПуг?

Первая буква «А» в маркировке АПвПуг обозначает материал токопроводящей жилы – алюминий. Таким образом, АПвПуг имеет алюминиевую жилу, а ПвПуг – медную. Медный кабель имеет меньшее активное сопротивление, большую стойкость к коррозии и электроэрозии, но существенно дороже и тяжелее. Выбор зависит от требований проекта, токовой нагрузки и экономического обоснования.

Как правильно выбрать сечение экрана по изоляции для кабеля 630 мм²?

Сечение медного экрана (поясного экрана) нормируется стандартами. Для кабелей на 8,7/10 кВ с сечением жилы 630 мм² минимальное номинальное сечение экрана согласно ГОСТ 31996-2012 составляет 16 мм². Фактическое сечение, обеспечиваемое производителем (например, 25 мм²), указывается в технической документации. Выбор большего сечения может требоваться в сетях с эффективно заземленной нейтралью для обеспечения достаточной пропускной способности при токах однофазного КЗ.

Каковы особенности монтажа соединительных и концевых муфт на кабель ПвПуг 10 кВ?

Монтаж муфт требует высокой квалификации персонала и строгого соблюдения технологии. Поверхность изоляции СПЭ должна быть идеально чистой и обработанной специальным абразивным инструментом. Критически важно обеспечить плавный электрический переход с помощью электропроводящих и изолирующих лаков, полупроводящих и изолирующих трубок. Герметизация места ввода кабеля в муфту должна быть абсолютной для предотвращения попадания влаги. Все работы должны проводиться в условиях чистоты, без пыли и влаги, часто с применением мобильных климатических палаток.

Какой метод диагностики состояния изоляции наиболее эффективен для кабелей ПвПуг после прокладки и в эксплуатации?

После прокладки обязательным является испытание повышенным напряжением переменного тока 50 Гц (22 кВ в течение 10 минут). Для диагностики в процессе эксплуатации применяются:

• Измерение коэффициента абсорбции и тангенса угла диэлектрических потерь (tg δ).
• Метод частичных разрядов (ЧР), позволяющий выявить локальные дефекты в изоляции, экранах или муфтах.
• Резонансные методы испытания переменным напряжением очень низкой частоты (VLF) в сочетании с диагностикой ЧР и tg δ.

Испытание постоянным напряжением (высоковольтным выпрямленным) для кабелей с изоляцией из СПЭ не рекомендуется, так как может создавать пространственные заряды в изоляции, ухудшающие ее состояние.

Можно ли прокладывать кабель ПвПуг 10 кВ в одном лотке с кабелями низкого напряжения?

Правилами устройства электроустановок (ПУЭ, п. 2.1.16, 2.3.86) не запрещена совместная прокладка, однако при этом должны быть выполнены условия: кабели до 1 кВ не должны быть расположены выше кабелей 6-10 кВ в общей ленте; силовые кабели разных напряжений рекомендуется разделять перегородками или размещать по разным сторонам лотка/короба. На практике для упрощения обслуживания и повышения безопасности часто используют раздельные трассы или лотки с секциями.

Каков расчетный срок службы кабеля ПвПуг 10 кВ?

Номинальный срок службы, заявляемый производителями и установленный ГОСТ 31996-2012, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может превышать 40-50 лет при соблюдении условий прокладки, монтажа, эксплуатации в рамках номинальных параметров (температура, токовая нагрузка) и проведении планово-предупредительных испытаний и диагностики.