Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвВ 35 кВ: конструкция, характеристики и применение

Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена марки ПвВ на напряжение 35 кВ представляет собой современное высоковольтное кабельное изделие, предназначенное для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Расшифровка маркировки по ГОСТ 31565-2012 и ТУ 16.К71-304-2001: П – изоляция из сшитого полиэтилена, в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката, В – отсутствие защитного покрова (в значении «голый»). Данный тип кабеля является основным для строительства воздушных линий (ВЛ), прокладки в кабельных сооружениях (каналах, туннелях, эстакадах) и земле (траншеях) на напряжение 35 кВ.

Конструкция кабеля ПвВ 35 кВ

Конструкция кабеля является многослойной, каждый элемент выполняет критически важную функцию для обеспечения долговечности и надежности.

• Токопроводящая жила: Выполняется из медной или алюминиевой проволоки, круглой или секторной (сегментной) формы. Жила может быть однопроволочной (монолитной) для малых сечений или многопроволочной (скрученной из отдельных проволок) для обеспечения гибкости. Класс гибкости 1 или 2. Сечения жил стандартизированы: 50, 70, 95, 120, 150, 185, 240, 300, 400, 500, 630, 800 мм² и более.
• Экран по жиле (внутренний полупроводящий слой): Наносится поверх токопроводящей жилы методом экструзии. Выполнен из полупроводящего сшитого полиэтилена или наложен в виде полупроводящей ленты. Его ключевая задача – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений на границе «жила-изоляция», что предотвращает возникновение частичных разрядов – основной причины старения изоляции.
• Изоляция: Основной слой, выполненный из сшитого полиэтилена (XLPE). Процесс сшивания (вулканизации) молекул полиэтилена под высоким давлением и температурой придает материалу исключительные свойства: высокую температурную стойкость (до 90°C в длительном режиме и до 250°C в режиме короткого замыкания), механическую прочность, устойчивость к трекингу и влаге. Толщина изоляции строго нормирована в зависимости от номинального напряжения.
• Экран по изоляции (внешний полупроводящий слой): Аналогичен внутреннему экрану. Наносится поверх изоляции, завершая формирование коаксиальной конструкции «жила-внутренний экран-изоляция-внешний экран». Это обеспечивает радиальное распределение электрического поля и его заключение внутри изоляции.
• Экран (металлическая оболочка): Выполняет несколько функций: защита от внешних электромагнитных влияний, заземление для безопасности, обеспечение симметрии электрического поля и путь для токов короткого замыкания. Выполняется в виде медной или алюминиевой ленты, гофрированной медной или алюминиевой ленты, либо в виде оплетки из медных проволок. В кабелях на 35 кВ чаще применяется гофрированная герметизированная алюминиевая или медная оболочка.
• Поясная изоляция: Накладывается поверх металлического экрана в виде лент из полимерных материалов (например, ПЭТФ). Служит для защиты металлического экрана от коррозии и механических повреждений, а также в качестве демпфирующего слоя.
• Оболочка: Наружный защитный слой из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Обеспечивает защиту от механических воздействий, агрессивных сред (масла, химикаты, УФ-излучение при открытой прокладке), а также служит барьером от влаги. Имеет характерную окраску – черный или оранжевый цвет.

Технические характеристики и условия эксплуатации

Кабель ПвВ 35 кВ рассчитан на эксплуатацию в широком диапазоне условий при соблюдении установленных норм.

Основные технические параметры кабеля ПвВ 35 кВ

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U (Um)	20,5 / 35 кВ (40,5 кВ)
Максимальная рабочая температура жилы	+90°C
Допустимая температура при коротком замыкании	+250°C (продолжительность не более 5 сек)
Минимальная температура прокладки (без предварительного подогрева)	-15°C
Минимальный радиус изгиба при прокладке	Не менее 15-20 наружных диаметров кабеля
Допустимая температура окружающей среды при эксплуатации	От -50°C до +50°C
Относительная влажность воздуха (при температуре до +35°C)	До 98%
Срок службы	Не менее 30 лет
Испытательное переменное напряжение промышленной частоты	65 кВ (в течение 10 мин после прокладки)
Испытательное постоянное напряжение	84 кВ (в течение 15 мин на барабане)

Области применения и способы прокладки

Кабель ПвВ 35 кВ применяется для создания ответственных участков сетей среднего напряжения.

• Воздушные линии электропередачи: Прокладка по опорам ЛЭП с использованием специальной несущей стальной проволоки (трос-кабель) или на траверсах. Оболочка из ПВХ обеспечивает стойкость к атмосферным воздействиям.
• Подземная прокладка: В траншеях с защитой песчаной подсыпкой и кирпичом или сигнально-защитной лентой. Допускается прокладка в трубах (ПНД, асбестоцементных).
• Кабельные сооружения: В кабельных каналах, коллекторах, туннелях, эстакадах и галереях. Важно учитывать требования пожарной безопасности: кабель не распространяет горение при одиночной прокладке.
• Станции и подстанции: Для внутриплощадочных соединений, подключения силовых трансформаторов, ячеек КРУ и КСО.

Запрещена прокладка в земле, содержащей вещества, разрушающие металлы и оболочку (шлаки, известь), а также в зонах с блуждающими токами высокой плотности без дополнительной защиты.

Преимущества и недостатки по сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией (СБ, ЦСП)

Сравнительный анализ кабелей ПвВ и СБ 35 кВ

Критерий	Кабель ПвВ 35 кВ	Кабель с бумажно-масляной изоляцией (СБ)
Конструкция	Более простая, нет масляного наполнения	Сложная, требует постоянного давления масла, наличие подпиточных устройств
Монтаж	Проще, допускает большие перепады по трассе, меньший радиус изгиба	Сложный, жесткие ограничения по разности уровней (для кабелей с обедненной пропиткой)
Токовая нагрузка	Выше при одинаковом сечении из-за большей допустимой температуры жилы	Ниже
Эксплуатация	Не требует систем контроля и подпитки масла, практически не требует обслуживания	Требует мониторинга давления масла и работы подпиточных устройств
Пожарная безопасность	Выше, нет горючего масла	Ниже, риск утечки и возгорания масла
Ремонтопригодность	Муфты и концевые заделки требуют высокой культуры монтажа, но технология отработана	Трудоемкий процесс, связанный с работой с маслом
Стоимость	Сопоставима или несколько выше, но совокупная стоимость владения ниже	Ниже закупочная стоимость кабеля, но выше эксплуатационные расходы

Особенности монтажа и соединения

Монтаж кабеля ПвВ 35 кВ требует специального оборудования и квалификации персонала. Ключевые этапы:

• Раскатка: Осуществляется с контролем усилия натяжения и радиуса изгиба. Используются ролики и лебедки. Запрещено сбрасывать барабан с транспортного средства.
• Подготовка конца кабеля: Послойная зачистка с использованием кабельных ножей и шаблонов. Критически важно обеспечить чистоту поверхностей и плавные переходы.
• Монтаж соединительных и концевых муфт: Применяются термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты. Процесс включает: ступенчатую зачистку изоляции, наложение полупроводящих, изолирующих и экранирующих элементов, восстановление металлического экрана и заземление. Все работы проводятся в условиях чистоты для исключения загрязнения.
• Заземление: Металлические экраны кабеля с обоих концов должны быть надежно заземлены для безопасности и обеспечения нормального режима работы. В схемах с односторонним заземлением необходимо применение защитных аппаратов (ограничителей напряжения) на незаземленном конце.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между кабелями ПвВ и ПвП 35 кВ?

Основное отличие – в материале внешней оболочки. У кабеля ПвП (ТУ 16.К71-335-2004) наружная оболочка выполнена из полиэтилена (П). Полиэтиленовая оболочка обладает более высокой стойкостью к влаге и агрессивным химическим средам, но менее устойчива к механическим воздействиям и распространению пламени. Кабель ПвВ с ПВХ-оболочкой более распространен для общего применения, в то время как ПвП часто выбирают для прокладки в грунтах с высокой коррозионной активностью или в воде.

Как правильно выбрать сечение жилы кабеля ПвВ 35 кВ?

Выбор сечения осуществляется по двум основным критериям: по допустимой длительной токовой нагрузке и по экономической плотности тока. Расчет ведется согласно ПУЭ (Глава 1.3). Необходимо учитывать: способ прокладки (в земле, воздухе), температуру окружающей среды, количество работающих кабелей в пучке, наличие резервирования. Для предварительной оценки можно использовать таблицы допустимых токов из ТУ или справочников проектировщика.

Требуется ли дополнительная защита при прокладке в земле?

Да, согласно ПУЭ и СП, кабель, прокладываемый в траншее, должен быть защищен сверху на расстоянии 200-250 мм от верха кабеля кирпичом или бетонными плитами. Альтернатива – использование сигнально-защитной полимерной ленты. Это защищает от механических повреждений при земляных работах в будущем.

Каковы особенности заземления экранов кабеля на 35 кВ?

Экраны (металлические оболочки) заземляются с обеих сторон линии для снятия наведенного напряжения и обеспечения безопасности. В длинных линиях (обычно более 1-2 км) для снижения потерь и предотвращения перегрева может применяться поперечное секционирование экранов с установкой специальных поперечных соединений (cross-bonding), что позволяет наводить в экранах противо-ЭДС и снижать циркулирующие токи.

Какой срок службы у кабеля ПвВ 35 кВ и от чего он зависит?

Заявленный производителями срок службы составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс определяется условиями эксплуатации: соблюдением токовых нагрузок, отсутствием перегрузок и токов КЗ, качеством монтажа муфт, коррозионной активностью среды, механическими воздействиями. Наиболее уязвимыми местами являются кабельные муфты, требующие регулярного визуального и тепловизионного контроля.

Можно ли использовать кабель ПвВ для реконструкции старых линий с бумажной изоляцией?

Да, это стандартная практика. При этом необходимо учитывать, что кабель ПвВ имеет меньший вес и внешний диаметр при аналогичном сечении, что облегчает монтаж в существующих кабельных сооружениях. Ключевым моментом является правильный подбор и монтаж переходных муфт с бумажной изоляции на XLPE.