Кабель ПвПуг 400 мм²: технические характеристики, конструкция и область применения
Кабель ПвПуг с сечением токопроводящей жилы 400 мм² представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) и напряжением до 35 кВ включительно. Данный кабель предназначен для стационарной прокладки в электрических сетях на номинальное переменное напряжение 6, 10, 20 и 35 кВ частотой 50 Гц. Расшифровка маркировки: П – изоляция из силанольносшитого полиэтилена, в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката, Пу – наличие усиленной продольной и поперечной герметизации, г – отсутствие защитного покрова (голый). Сечение 400 мм² указывает на площадь поперечного сечения основной токопроводящей жилы.
Конструкция кабеля ПвПуг 400 мм²
Конструкция кабеля является многослойной и включает в себя несколько ключевых элементов, каждый из которых выполняет строго определенную функцию.
- Токопроводящая жила: Может быть однопроволочной (ож) или многопроволочной (мн) из меди или алюминия. Для сечения 400 мм², как правило, применяется многопроволочная жила (класс 2 по ГОСТ 22483), что обеспечивает необходимую гибкость для транспортировки и монтажа. Материал – медь (обозначается в начале марки, но по умолчанию для ПвПуг – медь) или алюминий (АПвПуг).
- Экран по жиле (полупроводящей экран): Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена. Выравнивает распределение электрического поля вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения в изоляции.
- Изоляция: Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина изоляции нормирована и зависит от номинального напряжения. Для 35 кВ толщина составляет не менее 10.0 мм. СПЭ обладает высокой электрической прочностью, термостойкостью (длительно допустимая температура +90°C) и стойкостью к тепловым деформациям.
- Экран по изоляции (полупроводящей экран): Наносится поверх изоляции. Вместе с экраном по жиле создает коаксиальную конструкцию, ограничивающую электрическое поле внутри кабеля.
- Экранирующая обмотка: Выполняется в виде медных лент или проволок, наложенных поверх экрана по изоляции. Служит для защиты от внешних электромагнитных влияний, обеспечения симметрии поля, а также в качестве элемента цепи для протекания токов короткого замыкания и заземления.
- Герметизация: Обозначение «Пу» указывает на наличие усиленной герметизации. Обычно реализуется с помощью продольной и поперечной оболочки из алюмополимерной ленты, которая защищает сердечник кабеля от радиальной и продольной диффузии влаги. Это критически важный элемент для кабелей с изоляцией из СПЭ.
- Защитная оболочка: Внешняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Защищает внутренние элементы от механических повреждений, агрессивных сред (химических, атмосферных) и обеспечивает необходимую стойкость к распространению горения. Цвет оболочки, как правило, черный.
- Магистральные линии в сетях 6-35 кВ городского и промышленного электроснабжения.
- Питание мощных потребителей: трансформаторные подстанции, крупные промышленные предприятия (металлургия, машиностроение, химические комбинаты).
- Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах), а также в помещениях и по стенам зданий.
- Прокладка в земле (в траншеях) при условии защиты от механических повреждений (в трубах, плитах, лотках). Отсутствие брони (индекс «г») требует оценки рисков и применения дополнительных защитных конструкций.
- Устройство вводов на территории объектов, где требуется высокая надежность и пропускная способность.
- Высокая пропускная способность: Допустимый длительный ток для кабеля 10 кВ составляет примерно 550-600 А (при прокладке в земле), что обусловлено высокой термостойкостью изоляции из СПЭ.
- Надежная герметизация: Конструкция «Пу» эффективно защищает изоляцию от влаги, что является ключевым фактором долговечности.
- Меньший вес и наружный диаметр: По сравнению с бумажно-масляными кабелями на то же напряжение кабель ПвПуг легче и компактнее, что упрощает транспортировку и монтаж.
- Простота монтажа и соединения: Отсутствие необходимости в сложных концевых муфтах с масляным барьером, как у маслонаполненных кабелей. Применяются стандартные муфты для СПЭ-кабелей.
- Экологическая безопасность: Отсутствие масла исключает риск утечек и загрязнения почвы.
- Отсутствие брони: Требует осторожности при прокладке в грунтах с возможными механическими воздействиями и обязательного применения защитных конструкций.
- Относительно высокая стоимость: По сравнению с кабелями с изоляцией из ПВХ или бумажно-масляной изоляцией при меньших напряжениях.
- Транспортировка и разгрузка: Барабаны с кабелем должны перемещаться и разгружаться без рывков и падений. Подъем осуществляется за оси барабана или с помощью траверс.
- Раскатка: Допускается раскатка с неподвижного барабана с помощью лебедки или механизированных средств. Необходимо контролировать усилие тяжения, которое не должно превышать допустимых значений (обычно указывается в паспорте на кабель).
- Изгиб: Строго соблюдать минимальный радиус изгиба (15D). Нарушение ведет к необратимой деформации изоляции и экранов, снижению электрической прочности.
- Прокладка в траншеях: При необходимости прокладки в земле кабель укладывается на подготовленную песчаную подушку, сверху защищается кирпичом или сигнальной лентой, после чего производится обратная засыпка мягким грунтом без камней.
- Монтаж муфт и концевых заделок: Требует специального оборудования (стружка изоляции, обработка полупроводящих слоев, обжатие наконечников) и должен выполняться квалифицированным персоналом, прошедшим обучение.
- Испытания после монтажа: Обязательным этапом является проведение высоковольтных испытаний выпрямленным напряжением (по нормам ПУЭ) для проверки целостности изоляции и качества монтажа муфт.
- В земле (в трубах): 550-580 А.
- В воздухе: 620-650 А.
- В кабельном канале (тоннеле): 500-530 А.
Основные технические характеристики и параметры
Параметры кабеля ПвПуг 400 мм² регламентируются ГОСТ 31565-2012 (кабели с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение от 6 кВ до 35 кВ включительно) и ТУ 16.К71-335-2004.
Электрические характеристики (для напряжения 10 кВ, медная жила)
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U, кВ | 6/10, 8.7/15, 12/20, 21/35 | U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами |
| Допустимая длительная температура жилы | +90°C | В нормальном режиме работы |
| Максимальная температура при КЗ | +250°C | Продолжительность до 5 сек. |
| Допустимая температура перегрузки | +130°C | Продолжительность до 8 ч в сутки, 1000 ч за срок службы |
| Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км, не более | 0.0471 | Для медной жилы 400 мм² (ГОСТ 22483) |
| Емкость, мкФ/км | ~0.3 – 0.4 | Зависит от конструкции и напряжения |
| Индуктивное сопротивление, Ом/км | ~0.1 – 0.15 | Зависит от взаимного расположения жил |
Механические и эксплуатационные характеристики
| Параметр | Значение/Описание |
|---|---|
| Минимальный радиус изгиба при монтаже | Не менее 15 наружных диаметров кабеля |
| Диапазон рабочих температур окружающей среды | От -50°C до +50°C |
| Монтаж без предварительного подогрева | Допускается при температуре не ниже -15°C |
| Стойкость к распространению горения | Кабели с индексом «нг(А)-HF» не распространяют горение при групповой прокладке, имеют пониженное газо- и дымовыделение |
| Срок службы | Не менее 30 лет |
Область применения кабеля ПвПуг 400 мм²
Кабель данного типа и сечения применяется для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные сферы использования:
Важное ограничение: кабель не предназначен для прокладки в земле (траншеях) без дополнительной защиты, а также в условиях значительных растягивающих нагрузок (вертикальные шахты большой высоты без креплений).
Преимущества и недостатки кабеля ПвПуг 400 мм² по сравнению с аналогами
Преимущества:
Недостатки:
Чувствительность к качеству монтажа: Требует высокой культуры производства работ при заделке концов и монтаже муфт. Попадание влаги или загрязнений под изоляцию муфты недопустимо.
Особенности монтажа и эксплуатации
Монтаж кабеля ПвПуг 400 мм² должен производиться в соответствии с ПУЭ 7-го издания, СНиП 3.05.06-85 и инструкциями заводов-изготовителей.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается кабель ПвПуг от АПвПуг?
Первая буква «А» в маркировке АПвПуг указывает на материал токопроводящей жилы – алюминий. Соответственно, ПвПуг (без «А») имеет медную жилу. Медный кабель имеет меньшее электрическое сопротивление, большую допустимую токовую нагрузку (примерно на 30% при том же сечении) и лучшую стойкость к механическим деформациям, но существенно дороже. Алюминиевый вариант дешевле и легче.
Можно ли прокладывать кабель ПвПуг 400 мм² в земле без труб?
Технически возможно, но не рекомендуется без дополнительной защиты. Отсутствие брони («г») делает кабель уязвимым к механическим повреждениям при земляных работах, давлению грунта и корневым системам. ПУЭ предписывают для небронированных кабелей с изоляцией из СПЭ применение защиты в виде труб, плит, кирпича или специальных лотков. Прокладка в асбоцементных или ПНД/ПВХ трубах является распространенной практикой.
Какое сечение экрана (заземляющего проводника) у кабеля ПвПуг 400 мм²?
Сечение экранирующих проводников (медных проволок или лент) нормировано. Для кабеля на 10 кВ с основным сечением жилы 400 мм² сечение экрана, как правило, составляет 25 мм² или 35 мм² (по меди). Точное значение указывается в технических условиях завода-изготовителя и должно учитываться при расчете токов короткого замыкания и выборе систем заземления.
Что означает индекс «нг(А)-HF» в полной маркировке?
Это дополнительные показатели пожарной безопасности. «нг» – не распространяющий горение при групповой прокладке. «(А)» – высшая категория по нераспространению горения (по ГОСТ 53315). «HF» (Halogen Free) – пониженное газо- и дымовыделение, отсутствие галогенов в материалах оболочки и изоляции. Такой кабель предпочтителен для прокладки в людных местах, метро, общественных зданиях.
Какой допустимый длительный ток для кабеля ПвПуг 400 мм² на 10 кВ?
Допустимый ток зависит от способа прокладки. Примерные значения (для медной жилы, температуры земли +25°C, глубины прокладки 0.7 м):
Точные значения необходимо брать из расчетных таблиц ПУЭ, ГОСТ 31996-2012 или у производителя, учитывая все поправочные коэффициенты (на температуру окружающей среды, групповую прокладку и т.д.).
Требуется ли подогрев кабеля перед монтажом зимой?
Согласно техническим условиям, монтаж кабеля ПвПуг без предварительного подогрева допускается при температуре не ниже -15°C. При более низких температурах или если кабель хранился на холоде, требуется выдержка в теплом помещении или прогрев тепловыми генераторами. Это необходимо для предотвращения повреждения изоляции и оболочки при изгибах.
Какой срок службы у данного кабеля?
Номинальный срок службы кабеля ПвПуг, заявленный производителями и стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может быть значительно больше при соблюдении условий прокладки, монтажа, эксплуатационных нагрузок и отсутствия внешних повреждений.