Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвПг 35 кВ 185 мм²: технические характеристики, конструкция и применение
Кабель марки ПвПг 35 кВ с номинальным сечением токопроводящей жилы 185 мм² представляет собой силовой кабель высокого напряжения, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 35 кВ частотой 50 Гц. Его основное применение – прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, каналах), производственных помещениях, а также в земле (траншеях) при условии отсутствия растягивающих усилий и значительных механических воздействий в процессе эксплуатации. Аббревиатура маркировки расшифровывается следующим образом: П – изоляция из сшитого (полимеризованного) полиэтилена, в – внутренняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката, П – наружная оболочка из полиэтилена, г – гибкий, без бронепокрова. Цифра 35 обозначает класс напряжения в киловольтах, 185 – номинальное сечение основной жилы в квадратных миллиметрах.
Конструкция кабеля ПвПг 35 кВ 185 мм²
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая долговечность, надежность и безопасность.
- Токопроводящая жила: Выполняется из медной проволоки (материал – медь марки ММ или МФ). Для сечения 185 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы (для уменьшения общего диаметра кабеля), состоит из множества проволок, что обеспечивает гибкость, соответствующую индексу «г» в маркировке. Класс гибкости обычно 1 или 2 по ГОСТ 22483.
- Экран по жиле (внутренний полупроводящий слой): Поверх жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его задача – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений между жилой и изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов – основной причины старения изоляции.
- Изоляция: Основной диэлектрический слой из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина изоляции нормирована для напряжения 35 кВ и обычно составляет не менее 10.5 мм. Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) придает материалу повышенные температурные стойкости: длительно допустимая температура жилы увеличивается до +90°C, а кратковременно допустимая – до +250°C (при коротком замыкании).
- Экран по изоляции (внешний полупроводящий слой): Поверх изоляции накладывается второй экструдированный полупроводящий слой. Он выполняет ту же функцию выравнивания поля, что и внутренний экран, но с внешней стороны изоляции.
- Металлический экран: Поверх внешнего полупроводящего слоя накладывается экран в виде медных лент или проволок, часто комбинированный: медные ленты внахлест плюс повив медных проволок малого сечения. Этот слой служит для защиты от внешних электромагнитных помех, является нулевой (заземляемой) точкой системы и обеспечивает путь для тока короткого замыкания и емкостных токов.
- Разделительный слой: Представляет собой поясную изоляцию, обычно из электроизоляционной ленты (например, полиэтилентерефталатной), которая отделяет металлический экран от оболочки.
- Внутренняя оболочка (под оболочка): Слой из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ), обозначаемый индексом «в». Выполняет функцию дополнительной изоляции и защиты металлического экрана от коррозии, а также придает кабелю круглую форму.
- Наружная оболочка: Защитный слой из полиэтилена (ПЭ) черного цвета, стойкого к воздействию солнечного излучения и агрессивных сред. Полиэтиленовая оболочка обладает высокими механическими и диэлектрическими свойствами, а также низким водопоглощением.
- Прокладка: Допускается прокладка в кабельных каналах, туннелях, эстакадах, производственных помещениях, а также в земле (траншеях) при условии защиты от механических повреждений (укладка в трубы или использование защитных плит). Прокладка в воздухе возможна, но требует учета УФ-стойкости оболочки (полиэтилен стоек) и отсутствия значительных растягивающих усилий.
- Монтажные концы: Требуют специальной технологии заделки с установкой концевых муфт (оконцевателей), которые обеспечивают плавный градиент электрического поля в зоне среза экранов и изоляции.
- Соединение: Для соединения отрезков кабеля применяются соединительные муфты, рассчитанные на полное напряжение 35 кВ. Все работы по монтажу муфт должны проводиться квалифицированным персоналом с соблюдением абсолютной чистоты.
- Заземление: Металлические экраны кабеля с обоих концов должны быть надежно заземлены. В протяженных линиях может применяться поперечное заземление экранов или установка устройств для ограничения индуцированных напряжений.
- Испытания: После монтажа кабельная линия подлежит приемо-сдаточным испытаниям повышенным постоянным напряжением (по нормам ПУЭ).
- Более высокая допустимая рабочая температура жилы (+90°C против +70-80°C), что позволяет пропускать больший ток нагрузки при том же сечении.
- Отсутствие масла или пропитки исключает риск утечек и загрязнения окружающей среды, позволяет прокладывать кабель на вертикальных и наклонных участках без ограничений.
- Меньший вес и внешний диаметр, что облегчает транспортировку и монтаж.
- Более простая и быстрая технология монтажа муфт (хотя и требующая высокой квалификации).
- Высокая стойкость к термическим перегрузкам и коротким замыканиям.
Основные технические характеристики и параметры
Параметры кабеля регламентируются техническими условиями (ТУ) производителей, разработанными на основе ГОСТ 15150 (климатическое исполнение) и международного стандарта МЭК 60502-2. Ниже приведены типовые значения для кабеля ПвПг 35 кВ 185 мм².
Таблица 1. Электрические характеристики
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um), кВ | 20,6 / 35 (40,5) | U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами, Um – максимальное рабочее |
| Частота, Гц | 50 | – |
| Длительно допустимая температура жилы, °C | +90 | В нормальном режиме работы |
| Максимальная температура при КЗ, °C | +250 | Длительность не более 5 сек |
| Допустимая температура при перегрузке, °C | +130 | Циклические перегрузки |
| Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км, не более | 0.0991 | Для медной жилы |
| Емкость, мкФ/км | ~0.25 – 0.35 | Типовое значение, зависит от конструкции |
| Индуктивное сопротивление, Ом/км | ~0.15 – 0.18 | Типовое значение |
| Допустимый длительный ток нагрузки, А | ~400 – 450 | Зависит от условий прокладки (в земле, воздухе) |
Таблица 2. Механические и климатические характеристики
| Параметр | Значение/Характеристика |
|---|---|
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | Не менее 15 наружных диаметров кабеля |
| Диапазон температур монтажа без предварительного подогрева | Не ниже -20°C |
| Диапазон рабочих температур окружающей среды | От -50°C до +50°C |
| Стойкость к тепловому удару при коротком замыкании | Соответствует ГОСТ 15150 и МЭК 60502-2 |
| Стойкость к распространению горения при одиночной прокладке | Кабель не распространяет горение (исполнение «нг» может быть опцией) |
| Минимальная температура монтажа с подогревом | До -40°C |
Область применения и особенности монтажа
Кабель ПвПг 35 кВ 185 мм² применяется для создания кабельных линий электропередачи в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью. Основные сферы применения: питание мощных потребителей (районные подстанции, крупные промышленные предприятия, насосные и компрессорные станции), вводы на ГПП, межподстанционные связи, магистральные линии в городских кабельных сетях.
Особенности монтажа и эксплуатации:
Сравнение с аналогами и выбор
Основным аналогом кабеля ПвПг является кабель с бумажно-масляной изоляцией (например, марки СЦл) или с изоляцией из пропитанной бумаги (АСБл). Преимущества кабеля ПвПг 35 кВ 185 мм² перед ними очевидны:
При выборе между ПвПг и, например, кабелем ПвПу (с усиленной полиэтиленовой оболочкой) или ПвБбШв (бронированным), ключевым фактором является условие прокладки: ПвПг не имеет брони, поэтому в условиях риска механических повреждений (прокладка в земле без защиты) следует выбирать бронированные исполнения.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается кабель ПвПг от АПвПг?
Буква «А» в начале маркировки (АПвПг) указывает на материал токопроводящей жилы – алюминий. Соответственно, ПвПг подразумевает медную жилу. Для одного и того же сечения 185 мм² кабель с алюминиевой жилой будет иметь больший допустимый ток нагрузки, но потребует большего радиуса изгиба и имеет иные требования к оконцеванию из-за свойств алюминия (окисляемость, ползучесть).
Каков расчетный вес и наружный диаметр кабеля ПвПг 35 кВ 185 мм²?
Точные значения зависят от конкретного производителя и конструкции экрана. Типовой диапазон: наружный диаметр – 70-85 мм, вес 1 км кабеля – 4500-6000 кг. Для точного расчета трассы и несущих конструкций необходимо запрашивать паспортные данные на конкретную партию кабеля.
Можно ли прокладывать кабель ПвПг 35 кВ 185 мм² в земле (траншее)?
Да, можно, но с обязательным соблюдением условий: укладка на подготовленную песчаную подушку, защита сверху кирпичом или бетонными плитами от механических повреждений, отсутствие в трассе участков с активной химической агрессией к материалам оболочки. В каталогах многих производителей такая прокладка прямо указана как допустимая.
Какой срок службы у данного кабеля?
Номинальный срок службы кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации сильно зависит от соблюдения условий монтажа, режимов нагрузки (наличия перегрузок), качества монтажа муфт и отсутствия внешних повреждений.
Требуется ли для монтажа концевых муфт на этот кабель специальное оборудование?
Да, обязательно. Процесс включает в себя ступенчатую зачистку изоляции с точной калибровкой ступеней, наложение полупроводящих и изоляционных слоев (чаще всего в виде готовых комплектов холодной или термоусаживаемой муфты), опрессовку наконечников гидравлическим прессом с матрицами под конкретное сечение. Необходим инструмент для разделки кабеля, термоусадочное оборудование (если муфта термоусаживаемая), мегомметр и высоковольтная установка для испытаний.
Как маркируются жилы кабеля?
Трехжильные кабели на напряжение 35 кВ имеют жилы, идентифицированные по фазам. Маркировка может осуществляться цифрами (1, 2, 3) на изоляции жил под оболочкой, либо цветовой индикацией в виде цветных полос на полупроводящем экране или с помощью цветных изолирующих трубок внутри муфт при монтаже.
В чем ключевое преимущество сшитого полиэтилена (XLPE) перед ПВХ изоляцией для высокого напряжения?
ПВХ (винил) имеет низкую термостойкость (допустимая температура обычно до +70°C) и подвержен термической деструкции с выделением хлористого водорода. Сшитый полиэтилен сохраняет стабильные диэлектрические и механические свойства в широком температурном диапазоне (от -50°C до +90°C в рабочем режиме), обладает высокой стойкостью к трекингу и эрозии, что критически важно для уровней напряжения 35 кВ и выше.