Кабель ПвПугж 1х300
Кабель ПвПугж 1х300: полное техническое описание и сфера применения
Кабель ПвПугж 1х300 представляет собой одножильный силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), предназначенный для стационарной прокладки в электрических сетях высокого напряжения. Данный тип кабеля является ключевым элементом в современных энергосистемах, обеспечивая передачу и распределение электроэнергии с высокими показателями надежности и долговечности. Его конструкция и материалы подобраны для работы в жестких условиях эксплуатации.
Расшифровка маркировки ПвПугж 1х300
Маркировка кабеля строится по установленной системе и точно описывает его конструктивные особенности:
- П – Изоляция из сшитого полиэтилена (полиэтилен вулканизированный).
- в – Внешняя оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
- П – Экран из полупроводящего (электропроводящего) полиэтилена или полимерного состава.
- уг – Усиленная герметизация. Буквально: «у» – уплотненный, «г» – гидрофобный (чаще подразумевается наличие герметизирующих лент или составов под оболочкой).
- ж – Жила однопроволочная (монолитная). Для сечений от 240 мм² и выше, включая 300 мм², согласно ГОСТ, жила может быть как однопроволочной (ж), так и многопроволочной (м). В данном случае указана именно однопроволочная.
- 1х300 – Одна жила сечением 300 мм².
- Защитная: Обеспечение симметрии электрического поля вокруг жилы.
- Защита от электромагнитных помех: Экранирование внешнего электромагнитного влияния.
- Токовая функция: Проводник для токов утечки и, что критически важно, для токов короткого замыкания. При повреждении изоляции и замыкании на землю экран должен выдерживать протекание токов КЗ в течение времени срабатывания защиты, не перегорая.
- Заземление: Служит для подключения к защитному заземлению.
- Магистральные линии в городских кабельных сетях 6/10 кВ.
- Питание мощных потребителей: Подключение трансформаторных подстанций, крупных промышленных предприятий, насосных и компрессорных станций.
- Прокладка в кабельных сооружениях: В туннелях, коллекторах, по эстакадам, в галереях.
- Прокладка в земле (траншеях): При условии защиты от механических повреждений (бронеплитами, кирпичом или гофрированными трубами). Исполнение «уг» обеспечивает защиту от влаги.
- Вводы на территории электростанций и подстанций.
- Радиус изгиба: Строгое соблюдение минимального радиуса изгиба (указанного в ТУ) обязательно для предотвращения повреждения изоляции и экранов.
- Заземление экранов: Металлические экраны одножильных кабелей в трехфазных системах должны быть заземлены с двух концов для протекания токов утечки. При больших длинах линий применяют системы поперечного соединения экранов для снижения потерь.
- Соединение и оконцевание: Требуют применения специальных кабельной арматуры (муфт соединительных, концевых) для кабелей с изоляцией из СПЭ. Необходима тщательная зачистка и обработка полупроводящих экранов.
- Прокладка в земле: Обязательна песчаная подушка, защита от механических повреждений и обозначение трассы сигнальной лентой.
- Допустимые усилия тяжения: При протяжке кабеля в трубах или блоках нельзя превышать максимально допустимое тяговое усилие, рассчитываемое исходя из сечения жилы и способа прокладки.
- Заземление с двух концов: Простейшая схема, при которой экраны заземляются на обоих концах линии. Приводит к возникновению циркулирующих токов в экранах из-за электромагнитной индукции, что вызывает дополнительные потери. Применяется на коротких линиях (обычно до 500-700 м).
- Заземление с одного конца: Исключает циркулирующие токи, но приводит к появлению высокого напряжения на незаземленном конце экрана при КЗ, что опасно для персонала. Требует установки ограничителей перенапряжения (ОПН) на свободном конце. Применяется реже.
- Система поперечного соединения (cross-bonding): Наиболее эффективна для длинных линий. Линия разбивается на три примерно равных участка (кратные трем). Экран каждой фазы на границах участков перекрестно соединяется с экранами других фаз, а затем заземляется. Это позволяет свести к минимуму индуцированные токи в экранах. Требует установки специальных соединительных и стопорных муфт.
- Проверка сертификатов и паспортов на кабель.
- Визуальный осмотр барабана и концов кабеля на отсутствие механических повреждений оболочки.
- Измерение сопротивления изоляции мегомметром на напряжение 2500 В. Для кабеля на 10 кВ сопротивление изоляции должно быть не менее 100 МОм на километр длины при температуре +20°C.
- Проверка целостности и проводимости экрана (металлической оплетки).
- Контроль правильности маркировки на оболочке.
Таким образом, полная расшифровка: Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена, в оболочке из ПВХ пластиката, с экраном из полупроводящего полиэтилена, с усиленной герметизацией, с однопроволочной жилой, одножильный, сечением 300 мм².
Конструкция кабеля ПвПугж 1х300
Конструкция кабеля является многослойной, где каждый слой выполняет строго определенную функцию.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из медной проволоки (класс 1 по ГОСТ 22483). Для сечения 300 мм² жила, маркированная как «ж», является однопроволочной (монолитной). Это обеспечивает высокую механическую прочность, жесткость и простоту оконцевания, но меньшую гибкость по сравнению с многопроволочной. Материал – медь высокой чистоты (не менее 99.9%), что гарантирует низкое удельное электрическое сопротивление.
2. Экранирующий слой по жиле (внутренний полупроводящий экран)
Наносится поверх жилы экструзионным способом. Представляет собой слой из полимерной композиции, содержащей сажу или другие электропроводящие наполнители. Его назначение – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение возникновения частичных разрядов (коронного разряда), которые разрушают изоляцию.
3. Основная изоляция
Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Это ключевой элемент, определяющий высокие эксплуатационные характеристики кабеля. Полиэтилен подвергается процессу «сшивки» (вулканизации) под высоким давлением, в результате чего линейные молекулы образуют трехмерную сетчатую структуру. Это резко повышает термостойкость материала: если обычный полиэтилен размягчается при ~75°C, то СПЭ сохраняет форму и свойства до 90°C в длительном режиме и до 250°C при коротком замыкании. Изоляция обладает высокой электрической прочностью, низкими диэлектрическими потерями и стойкостью к трекингу.
4. Экранирующий слой по изоляции (внешний полупроводящий экран)
Аналогичен внутреннему экрану. Наносится поверх изоляции. Его функция – создание равномерного цилиндрического электрического поля внутри изоляции и защита ее от внешних воздействий. Часто выполняется в виде легко снимаемой (отделяемой) ленты или слоя.
5. Экранирующая оплетка (металлический экран)
Поверх внешнего полупроводящего экрана накладывается экран из медных проволок или медной ленты (чаще проволоки). Для кабеля 1х300 это, как правило, оплетка из медных проволок. Назначения:
6. Герметизирующий слой
Обозначение «уг» в маркировке указывает на наличие элементов, препятствующих продольному распространению влаги. Это может быть слой адгезионных герметизирующих лент (на основе алюмополимерной пленки) или наложение под оболочку слоя гидрофобного заполнителя. Данный слой критически важен для кабелей, прокладываемых в грунтах с высокой влажностью или в условиях возможного подтопления.
7. Внешняя оболочка
Изготавливается из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката. Выполняет механическую и химическую защиту внутренних элементов кабеля от повреждений, воздействия солнечного излучения (при наличии стойкости к УФ), влаги, агрессивных сред. Цвет оболочки, как правило, черный.
Основные технические характеристики и параметры
Электрические параметры (для напряжения 10 кВ)
| Параметр | Значение / Условие | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U (Um) | 6/10 кВ (12 кВ) | U0 – напряжение между жилой и землей; U – между жилами; Um – максимальное длительно допустимое. |
| Максимально допустимая рабочая температура жилы | +90°C | Длительный режим работы. |
| Максимальная температура при коротком замыкании | +250°C | Длительность КЗ не более 5 сек. |
| Допустимый ток нагрузки (длительный) | ~550-600 А | Зависит от способа прокладки (в земле, воздухе), температуры грунта/воздуха, глубины заложения и др. |
| Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более | 0.0601 Ом/км | Согласно ГОСТ 22483 для меди 300 мм². |
| Испытательное переменное напряжение промышленной частоты | 30 кВ (на частоте 49-61 Гц) | Продолжительность испытания для готового кабеля – 10 мин. |
| Импульсное испытательное напряжение (грозовой импульс 1,2/50 мкс) | 75 кВ | Для кабелей на Um=12 кВ. |
| Емкость | ~0.35-0.40 мкФ/км | Приблизительное значение, зависит от конкретной конструкции. |
Механические и климатические характеристики
| Параметр | Характеристика |
|---|---|
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | Не менее 15-20 наружных диаметров кабеля. Для одножильного кабеля с монолитной жилой требуется особое внимание. |
| Диапазон температур монтажа | Не ниже -15°C (без предварительного прогрева). При более низких температурах требуется прогрев. |
| Диапазон рабочих температур | От -50°C до +50°C (для окружающей среды). |
| Стойкость к распространению горения | Кабель не распространяет горение при одиночной прокладке (по ГОСТ 12176). Для групповой прокладки требуется исполнение «нг(А)-HF» (огнестойкий, с пониженным дымо- и газовыделением), что отражается в дополнительной маркировке. |
| Срок службы | Не менее 30 лет (при соблюдении условий эксплуатации и монтажа). |
Области применения кабеля ПвПугж 1х300
Кабель предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение до 10 кВ частотой 50 Гц. Основные сферы применения:
Важное замечание: Одножильные кабели требуют особого подхода при прокладке в трехфазных цепях из-за возникновения вихревых токов и потерь в металлических экранах. Для уменьшения потерь применяют специальные схемы перекладки (транспозиции) кабелей или соединения экранов в точках «поперечного соединения» (cross-bonding).
Отличия от аналогов (ПвВнг, АПвВнг, СГ)
| Марка кабеля | Материал жилы | Материал изоляции | Ключевые особенности | Область применения |
|---|---|---|---|---|
| ПвПугж 1х300 | Медь | Сшитый полиэтилен (СПЭ) | Высокая термостойкость (+90°C), стойкость к токам КЗ, герметизация («уг»), одножильный. | Современные сети 6-10 кВ, ответственные объекты, влажные грунты. |
| ПвВнг 1х300 | Медь | Сшитый полиэтилен (СПЭ) | Оболочка из ПВХ пониженной горючести (нг). Может не иметь усиленной герметизации. Часто используется для групповой прокладки. | Внутренние помещения, туннели, где требуется стойкость к распространению огня. |
| АПвВнг 1х300 | Алюминий | Сшитый полиэтилен (СПЭ) | Алюминиевая жила дешевле и легче, но имеет большее удельное сопротивление и меньшую стойкость к механическим растягивающим нагрузкам. | Сети 6-10 кВ при ограниченном бюджете, где нет высоких требований к гибкости и токовой нагрузке. |
| СГ 1х300 (старая маркировка) | Медь | Бумажная, пропитанная вязким или стекающим составом | Устаревшая технология. Ограничения по перепаду высот (из-за стекания пропитки), более низкая допустимая температура (+70°C), подверженность старению бумаги. | Реконструкция старых сетей, постепенно выводится из эксплуатации. |
Особенности монтажа и эксплуатации
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем кабель ПвПугж принципиально лучше кабеля с бумажной изоляцией (например, СГ)?
Кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена имеет более высокую допустимую температуру нагрева жилы (90°C против 70°C), что позволяет пропускать больший ток нагрузки при том же сечении. Он не имеет ограничений по перепаду уровней, абсолютно негигроскопичен, обладает большей стойкостью к термическим перегрузкам и токам короткого замыкания. Срок службы СПЭ-кабеля также выше, а эксплуатационные расходы – ниже из-за отсутствия необходимости контроля и подпитки маслопропитанной изоляции.
Почему в маркировке указана однопроволочная жила («ж») для такого большого сечения 300 мм²? Это не ошибка?
Это не ошибка. Согласно ГОСТ 22483-2012, жилы сечением от 25 до 400 мм² могут изготавливаться как однопроволочными (класс 1), так и многопроволочными (класс 2). Выбор зависит от требований к гибкости. Для стационарной прокладки, где не предполагается частых изгибов после монтажа, однопроволочная жила допустима и часто применяется, так как обеспечивает более простой и надежный контакт в наконечниках и имеет меньший наружный диаметр.
В чем практический смысл «усиленной герметизации» («уг»)?
Герметизация предотвращает продольное распространение влаги внутри кабеля в случае повреждения внешней оболочки. Без этого слоя вода могла бы проникнуть на значительное расстояние вдоль кабеля, приводя к постепенному старению изоляции и, в конечном итоге, пробою. Исполнение «уг» критически важно для прокладки в траншеях, в грунтах с высоким уровнем грунтовых вод, в болотистой местности, а также в коллекторах, где возможны протечки.
Как правильно выбрать схему заземления экранов для трех фаз, собранных из одножильных кабелей ПвПугж 1х300?
Существует три основные схемы:
Выбор схемы осуществляется на этапе проектирования на основе расчета потерь, длины линии и требований безопасности.
Можно ли прокладывать кабель ПвПугж 1х300 в воздухе (по фасадам, эстакадам)?
Да, можно. ПВХ-оболочка кабеля, как правило, обладает стойкостью к ультрафиолетовому излучению (обозначается «У» в ТУ). Однако при открытой прокладке необходимо учитывать механические нагрузки (ветер, гололед), возможность механических повреждений и обеспечивать соответствующие крепления. Для зон с высокой пожарной опасностью или для групповой прокладки внутри зданий следует применять исполнение с индексом «нг(А)-HF» – не распространяющее горение, с пониженным дымо- и газовыделением.
Каковы главные критерии при приемке и проверке кабеля перед монтажом?
Заключение
Кабель ПвПугж 1х300 является современным, надежным и технологичным решением для строительства и модернизации кабельных линий электропередачи класса напряжения 6-10 кВ. Его конструкция, основанная на изоляции из сшитого полиэтилена и системе усиленной герметизации, обеспечивает длительный срок службы, высокую пропускную способность и устойчивость к сложным условиям эксплуатации, включая прокладку в земле. Правильный выбор, монтаж с соблюдением всех нормативов (ПУЭ, СНиП, инструкций завода-изготовителя) и грамотная организация заземления экранов являются обязательными условиями для безаварийной работы линии на протяжении всего срока службы, который превышает 30 лет. При проектировании новых объектов данный тип кабеля следует рассматривать как приоритетный по сравнению с устаревшими кабелями с бумажной изоляцией.