Кабель ПвП2г 20 кВ 120 мм

Кабель ПвП2г 20 кВ 120 мм²: полное техническое описание и сфера применения

Кабель ПвП2г 20 кВ 120 мм² представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 20 кВ частотой 50 Гц. Расшифровка его маркировки по ГОСТ 31565-2012 и ТУ 16.К71-335-2004 является ключом к пониманию его конструкции и свойств: П – изоляция из сшитого полиэтилена, в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката, П – броня из плоских оцинкованных стальных проволок, 2г – «голый» (нелуженый) защитный экран поверх скрученных жил (отсутствие герметизации), 20 кВ – номинальное напряжение, 120 мм² – номинальное сечение токопроводящей жилы.

Конструкция кабеля ПвП2г 20 кВ 120 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая надежность и долговечность в эксплуатации.

1. Токопроводящая жила

Жила сечением 120 мм² изготавливается из медной проволоки по ГОСТ 22483. Для данного сечения, как правило, применяется многопроволочная круглая уплотненная жила (класс 2 по ГОСТ). Медь обеспечивает высокую электропроводность, механическую прочность и стойкость к повторным изгибам.

2. Экран по жиле (внутренний полупроводящий слой)

Поверх токопроводящей жилы методом экструзии наносится экструдированный полупроводящий слой. Его основная функция – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений на границе с изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов – основной причины старения и пробоя изоляции.

3. Изоляция из сшитого полиэтилена (СПЭ)

Основной изолирующий слой. Сшитый полиэтилен получают из полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) путем химической или радиационной сшивки молекул, что создает трехмерную сетчатую структуру. Это кардинально улучшает его свойства по сравнению с термопластичным полиэтиленом: повышается рабочая температура (до 90°C в длительном режиме и до 250°C при КЗ), стойкость к тепловому старению и механическая прочность. Толщина изоляции нормирована стандартами и для 20 кВ составляет, как правило, 5.5-6.0 мм.

4. Экран по изоляции (внешний полупроводящий слой)

Наносится поверх изоляции и выполняет функцию симметричного выравнивающего экрана. Вместе с экраном по жиле он формирует цилиндрический конденсатор, внутри которого заключено электрическое поле, защищая окружающие предметы от его воздействия.

5. Поясная изоляция

Представляет собой обмотку из полупроводящей или электроизоляционной ленты. Ее задача – фиксация и защита экранов жил, а также формирование ровной цилиндрической поверхности перед наложением металлического экрана.

6. Металлический экран (заземляющий)

Выполнен в виде медной ленты или оплетки из медных проволок. Это критически важный элемент безопасности. Он предназначен для замыкания на землю токов утечки, обеспечения симметрии электрического поля, а также для защиты от внешних электромагнитных помех. В случае короткого замыкания на землю он должен проводить ток КЗ в течение времени до срабатывания защиты.

7. Броня из плоских стальных проволок (П)

Отличительная особенность марки ПвП2г. Броня выполняется из оцинкованных стальных проволок прямоугольного (плоского) сечения, наложенных по винтовой спирали. Она обеспечивает высокую механическую защиту от сдавливания, растяжения, грызунов и случайных механических повреждений при прокладке и эксплуатации. Плоская форма проволок создает более плотный и герметичный покров по сравнению с круглыми.

8. Оболочка из ПВХ пластиката

Наружный защитный слой. ПВХ-пластикат защищает броню от коррозии, выполняет функцию дополнительной изоляции, обеспечивает стойкость к ультрафиолету, влаге, агрессивным химическим средам и возгоранию. Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические характеристики и параметры

Сравнение с аналогами и выбор области применения

Кабель ПвП2г 20 кВ 120 мм² занимает свою четкую нишу среди кабелей среднего напряжения. Его ключевые отличия от других марок:

• ПвПг vs. ПвП2г: Марка ПвПг имеет броню из круглых оцинкованных проволок. ПвП2г с плоской броней обладает повышенной стойкостью к механическим нагрузкам, особенно радиальным (сдавливание), и часто рекомендуется для прокладки в кабельных сооружениях с высокой нагрузкой (например, в тоннелях, где возможны подвижки грунта).
• ПвП2г vs. ПвВг: Кабель ПвВг имеет только защитный покров («В»), но не имеет брони. ПвП2г, благодаря броне, применяется там, где требуется защита от механических повреждений.
• ПвП2г vs. АПвП2г: Алюминиевый аналог (АПвП2г) дешевле и легче, но имеет больший диаметр из-за большего сечения жилы для той же проводимости, а также менее гибок и склонен к ползучести в контактных соединениях. Медный ПвП2г надежнее в ответственных соединениях и при ограничениях по диаметру трассы.
• ПвП2г vs. кабели с бумажно-пропитанной изоляцией (СБ, ЦСБ): СПЭ-кабели, к которым относится ПвП2г, не имеют ограничений по перепаду высот, обладают большей допустимой температурой и токовой нагрузкой, требуют меньшего обслуживания. Они полностью вытесняют бумажные кабели в новых проектах.

Области применения кабеля ПвП2г 20 кВ 120 мм²:

• Питающие линии от ГПП (главной понизительной подстанции) к цеховым ТП (трансформаторным подстанциям) на промышленных предприятиях.
• Распределительные сети 6-10 кВ, модернизированные до напряжения 20 кВ для увеличения пропускной способности.
• Вводы и выводы силовых трансформаторов 20/6(10) кВ.
• Прокладка в кабельных каналах, тоннелях, коллекторах, по эстакадам, где присутствует риск механических воздействий.
• Прокладка в земле (траншеях) с нормальной и повышенной коррозионной активностью, в том числе с наличием блуждающих токов (благодаря оцинкованной броне).

Требования к прокладке, монтажу и эксплуатации

Монтаж кабеля ПвП2г должен производиться в соответствии с ПУЭ 7-го издания, СНиП 3.05.06-85 и инструкциями завода-изготовителя.

• Температура прокладки: Без предварительного подогрева прокладка допускается при температуре не ниже -15°C. При более низких температурах кабель необходимо выдержать в теплом помещении не менее 24 часов или прогревать трансформаторами.
• Радиус изгиба: Минимально допустимый радиус изгиба при прокладке составляет 15-20 наружных диаметров кабеля. Нарушение этого требования ведет к деформации изоляции и экранов, что сокращает срок службы.
• Прокладка в земле: Глубина траншеи – не менее 0.7 м от планировочной отметки. Кабель укладывается на подушку из просеянного песка или мягкого грунта толщиной 100 мм, сверху засыпается таким же слоем, после чего укладывается сигнальная лента или кирпич. Расстояние между параллельно проложенными кабелями 20 кВ должно быть не менее 100 мм.
• Заземление: Металлические экраны и броня кабеля должны быть заземлены с обеих сторон. Заземление экрана обязательно для обеспечения безопасности и нормальной работы релейной защиты. Сопротивление заземляющего устройства должно соответствовать нормам ПУЭ.
• Монтаж концевых и соединительных муфт: Требует высокой квалификации персонала. Необходимо строго соблюдать технологию разделки кабеля, очистки полупроводящих слоев, монтажа изоляции и герметизации. Для кабеля 20 кВ применяются термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается «2г» в маркировке от просто «г»?

Индекс «2г» указывает на конструкцию экрана. В кабелях на напряжение 6 кВ и выше с однопроволочными жилами или многопроволочными секторными жилами применяется экран в виде медной ленты поверх скрученных изолированных жил. «2г» означает, что этот общий экран не имеет поверх себя герметизирующего покрытия (например, из битума). «г» – голый экран, наложенный поверх каждой жилы по изоляции. Конструкция «2г» характерна для трехжильных кабелей с поясной изоляцией.

Можно ли прокладывать кабель ПвП2г в воздухе (по фасадам, эстакадам)?

Да, можно. ПВХ-оболочка обеспечивает стойкость к ультрафиолетовому излучению и атмосферным осадкам. Однако при открытой прокладке необходимо учитывать механические нагрузки (ветровые, ледовые), а также возможность прямого механического повреждения. Рекомендуется прокладка в лотках или коробах для дополнительной защиты.

Какой ток короткого замыкания может выдержать данный кабель?

Термическая стойкость к току КЗ определяется сечением жилы и материалами изоляции и экрана. Для медной жилы 120 мм² с изоляцией из СПЭ допустимая температура при КЗ +250°C. Расчетный ток КЗ (I, кА) за время t (сек) можно оценить по формуле: I = S K / √t, где S – сечение (120 мм²), K – коэффициент (для меди ~141 А·с¹/²/мм²). Например, за 1 секунду: I ≈ 120 141 / 1 = ~16.9 кА. Точные данные указываются в технических условиях завода-изготовителя.

Требуется ли для кабеля ПвП2г 20 кВ 120 мм² дополнительная защита от грызунов?

Броня из стальных оцинкованных проволок является надежной защитой от грызунов. В большинстве случаев дополнительных мер не требуется. Однако в зонах исключительно высокой активности (полигоны, свалки) может рассматриваться прокладка в асбоцементных или ПНД трубах.

Как правильно выбрать сечение 120 мм²? На что оно влияет?

Сечение 120 мм² выбирается на основе расчета по допустимому длительному току нагрузки (по таблицам ПУЭ, глава 1.3) и проверки на потерю напряжения и термическую стойкость к току КЗ. Для напряжения 20 кВ сечение 120 мм² является распространенным для фидеров с током нагрузки 250-300 А. Оно обеспечивает баланс между пропускной способностью, стоимостью кабеля и сложностью монтажа (большие сечения тяжелее и требуют большего радиуса изгиба).

Каков ориентировочный срок службы кабеля ПвП2г?

Номинальный срок службы кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена, при соблюдении условий эксплуатации, прокладки и хранения, составляет не менее 30 лет. Фактический срок может быть больше и определяется режимом работы (нагрузкой, количеством циклов включения), качеством монтажа муфт и внешними воздействиями.

Заключение

Кабель ПвП2г 20 кВ 120 мм² представляет собой современное, надежное и технологичное решение для создания распределительных сетей среднего напряжения. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена (высокая температура, стойкость, малые потери) с механической защитой плоской стальной брони, делает его универсальным для применения в сложных условиях: в земле, в кабельных сооружениях, на промышленных объектах. Правильный выбор, монтаж и эксплуатация данного кабеля в строгом соответствии с нормативной документацией являются залогом долговечной и бесперебойной работы энергетических систем.