Кабель ПвКПу2г 1х300

Кабель ПвКПу2г 1х300: полный технический анализ и область применения

Кабель ПвКПу2г 1х300 представляет собой одножильный силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10 или 20 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность в жестких условиях эксплуатации, включая прокладку в земле (траншеях) с высокой коррозионной активностью грунтов и в условиях блуждающих токов.

Расшифровка маркировки ПвКПу2г 1х300

• П – Изоляция из силанольносшитого полиэтилена.
• в – Оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
• К – Броня из круглых оцинкованных стальных проволок.
• П – Наружный защитный покров (подушка) в виде пластмассовой ленты (или из ПВХ пластиката).
• у – Усиленная защитная оболочка (имеется в виду, что ПВХ оболочка поверх брони имеет увеличенную толщину).
• 2г – Индекс, указывающий на низкое горение и отсутствие галогенов в дымовых газах («нг-LS»). Материалы оболочки и изоляции не распространяют горение при групповой прокладке и выделяют пониженное количество дыма и коррозионно-активных газогалогенсодержащих продуктов при пожаре.
• 1х300 – Количество и сечение токопроводящих жил. Одна жила с номинальным сечением 300 мм².

Конструкция кабеля ПвКПу2г 1х300

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, что в совокупности обеспечивает долговечность и безопасность.

1. Токопроводящая жила

Жила сечением 300 мм² выполняется из медных проволок по ГОСТ 22483. Класс жилы – 1 или 2 (как правило, 2-й класс скрутки для данного сечения). Жила может быть как круглой, так и секторной (сегментной) формы, что позволяет уменьшить общий диаметр кабеля и снизить расход материалов. Медь обеспечивает высокую электропроводность, стойкость к окислению и механическую прочность.

2. Экранирующий слой над жилой (Экран жилы)

Поверх жилы накладывается экструдированный полупроводящий сшитый полиэтилен. Его назначение – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение возникновения частичных разрядов, которые разрушают изоляцию.

3. Основная изоляция

Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал, подвергнутый процессу поперечной сшивки молекул, обладает выдающимися свойствами: высокая электрическая прочность (около 12-15 кВ/мм), термостойкость (длительно допустимая температура жилы +90°C), стойкость к тепловым ударам (кратковременно до +250°C) и отличные механические характеристики. Толщина изоляции нормируется в зависимости от номинального напряжения (например, для 10 кВ – 4,0 мм).

4. Экран на изоляции (Экран изоляции)

Состоит из двух элементов:

• Полупроводящая лента или экструдированный полупроводящий слой, плотно прилегающий к изоляции.
• Медные проволоки (или медная лента), наложенные поверх полупроводящего слоя. Эти проволоки выполняют функцию нулевого (заземляющего) провода и обеспечивают безопасность при коротком замыкании, отводя токи. Сечение экрана нормируется (например, 25 мм² для кабеля на 10 кВ).

5. Разделительный слой (Подушка)

Представляет собой обмотку из ПВХ или полиэтилентерефталатной (ПЭТ) ленты. Защищает нижележащие слои от механических повреждений броней и обеспечивает легкое снятие бронепокрова при монтаже.

6. Броня

Выполнена из оцинкованных стальных проволок круглого сечения, наложенных поверх разделительного слоя. Броня обеспечивает механическую защиту от растягивающих усилий, ударов, грызунов. Оцинковка предотвращает коррозию стали.

7. Наружная оболочка

Выполняется из ПВХ пластиката пониженной горючести, безгалогенного (обозначение «2г» – нг-LS). Оболочка защищает броню от коррозии, агрессивных сред и выполняет функцию дополнительной изоляции. Имеет увеличенную толщину (индекс «у» – усиленная), что повышает стойкость к механическим воздействиям и влаге. Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические характеристики

Таблица 1. Ключевые параметры кабеля ПвКПу2г 1х300 на 10 кВ

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение, U0/U (Um)	6/10 (12) кВ; 8,7/15 (17,5) кВ; 12/20 (24) кВ
Количество и сечение жил	1 х 300 мм²
Материал жилы	Медь
Класс жилы	1 или 2
Материал изоляции	Сшитый полиэтилен (XLPE)
Длительно допустимая температура жилы	+90°C
Максимальная температура при КЗ (до 5 сек)	+250°C
Минимальная температура монтажа (без предварительного подогрева)	-15°C
Минимальный радиус изгиба при прокладке	15 x D (наружного диаметра кабеля)
Сопротивление изоляции при +20°C	Не менее 100 МОм·км
Испытательное переменное напряжение промышленной частоты после монтажа	Для кабеля 10 кВ: 30 кВ, продолжительность 5 мин.
Строительная длина	Не менее 200 м (может быть оговорена с заказчиком)

Таблица 2. Электрические и нагрузочные характеристики (ориентировочно для 8,7/15 кВ)

Параметр	Значение
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более	0.0601 Ом/км
Индуктивное сопротивление	~0.11-0.13 Ом/км
Допустимый длительный ток нагрузки при прокладке в земле (+25°C, тепловое сопротивление грунта 1.0 К·м/Вт, глубина 0.7 м)	~550-600 А
Допустимый длительный ток нагрузки при прокладке в воздухе (+25°C)	~600-650 А
Ток короткого замыкания (длительность до 5 сек)	~30-35 кА (зависит от конкретной конструкции)

Область применения и способы прокладки

Кабель ПвКПу2г 1х300 предназначен для эксплуатации в сетях с изолированной или эффективно заземленной нейтралью. Основные сферы применения:

• Магистральные линии электропередачи 6-20 кВ в городских и промышленных распределительных сетях.
• Питание мощных потребителей: трансформаторные подстанции, крупные промышленные предприятия, насосные и компрессорные станции.
• Прокладка в земле (траншеях), в том числе в грунтах с высокой коррозионной активностью (благодаря оцинкованной броне и усиленной оболочке).
• Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах и по эстакадам, где предъявляются требования к нераспространению горения и низкому дымо- газовыделению (индекс «2г»).
• Участки с наличием блуждающих токов.
• Зоны с риском механических повреждений.

Важное замечание: Для трехфазных систем требуется прокладка трех одножильных кабелей. Их взаимное расположение (в траншее или на лотках) и способ заземления экранов (с одного или с двух концов) требуют специального расчета для минимизации потерь и обеспечения безопасности.

Преимущества и недостатки кабеля ПвКПу2г 1х300

Преимущества:

• Высокая надежность и долговечность (срок службы до 30-40 лет) благодаря стабильным свойствам сшитого полиэтилена.
• Высокая пропускная способность из-за большой допустимой температуры нагрева жилы (+90°C).
• Отличная стойкость к тепловым перегрузкам и коротким замыканиям.
• Полная защита от механических воздействий благодаря броне из стальных проволок.
• Коррозионная стойкость за счет оцинковки брони и герметичной ПВХ оболочки.
• Безопасность при групповой прокладке (не распространяет горение, низкое дымо- и газовыделение).
• Удобство монтажа и соединения по сравнению с бумажно-масляными кабелями, отсутствие необходимости учитывать перепады уровней.

Недостатки:

• Высокая стоимость по сравнению с кабелями с изоляцией из ПВХ или пропитанной бумаги.
• Большой вес и радиус изгиба, что усложняет транспортировку и трассировку на сложных участках.
• Необходимость специального инструмента и квалификации для монтажа муфт и оконцевателей.
• Чувствительность изоляции XLPE к точечным механическим повреждениям при монтаже (требуется аккуратность).
• Применение трех одножильных кабелей для трехфазной линии увеличивает стоимость и сложность прокладки по сравнению с одним трехжильным, но часто упрощает монтаж и снижает потери в экранах.

Требования к монтажу и эксплуатации

• Прокладка должна производиться при температуре не ниже -15°C. При более низких температурах кабель требует предварительного прогрева.
• Запрещается прокладка с нарушением минимального радиуса изгиба (15D), это может привести к повреждению изоляции и экрана.
• При прокладке в земле необходима песчаная подсыпка и засыпка, а также защита кирпичом или сигнальной лентой.
• Экраны всех трех фаз должны быть надежно заземлены с двух концов для линий длиной более нескольких сотен метров для предотвращения наведения опасных потенциалов. Для коротких линий допускается заземление с одного конца. Выбор схемы заземления требует расчета.
• Перед включением под напряжение кабель должен быть подвергнут высоковольтным испытаниям повышенным напряжением постоянного или переменного тока.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем кабель ПвКПу2г принципиально отличается от кабеля ПвБШв?

Кабель ПвБШв имеет броню из двух стальных оцинкованных лент (Б), защитный шланг из ПВХ (Шв) и не имеет индекса «2г», что означает отсутствие гарантий по нераспространению горения при групповой прокладке и низкому дымо- газовыделению. ПвКПу2г имеет броню из проволок (К), что обеспечивает лучшую защиту от растяжения, усиленную оболочку (у) и обязательные свойства «нг-LS» (2г), что делает его предпочтительным для прокладки в коллекторах и туннелях.

Почему для сечения 300 мм² часто используют одножильный кабель, а не трехжильный?

Для высоких напряжений (6 кВ и выше) и больших сечений трехжильные кабели становятся чрезвычайно тяжелыми и жесткими, что сильно затрудняет их транспортировку, прокладку и монтаж муфт. Использование трех одножильных кабелей повышает гибкость системы, упрощает монтаж и ремонт, а также позволяет оптимально расположить кабели для снижения потерь в экранах.

Как правильно выбрать номинальное напряжение кабеля (6/10 или 8,7/15 кВ)?

Выбор зависит от режима работы нейтрали в сети. U₀ – это напряжение между жилой и землей. В сети с изолированной или компенсированной нейтралью при однофазном замыкании напряжение на неповрежденных фазах относительно земли может возрасти в √3 раз. Поэтому для сети 10 кВ с таким режимом нейтрали требуется кабель с U₀/U = 8,7/15 кВ. Для сетей с эффективно заземленной нейтралью (где перенапряжения не столь высоки) можно использовать кабель 6/10 кВ. Выбор должен быть сделан на основе проекта.

Обязательно ли заземлять экраны с двух концов?

Для кабелей длиной более нескольких сотен метров – да, обязательно. Если заземлить экран только с одного конца, на другом конце при протекании тока нагрузки может наводиться опасное для жизни напряжение (десятки вольт). Двухстороннее заземление устраняет эту проблему, но приводит к циркулирующим токам в экранах из-за электромагнитной индукции, что вызывает дополнительные потери. Для их снижения применяют перекрестную перестановку кабелей (транспозицию) или используют специальные схемы заземления через ограничители напряжения.

Можно ли прокладывать кабель ПвКПу2г 1х300 в воде?

Конструкция кабеля (броня из оцинкованных проволок, ПВХ оболочка) обеспечивает стойкость к длительному воздействию влаги и может быть использована для прокладки в водоемах. Однако для постоянной прокладки в воде (подводные переходы) чаще применяют специальные кабели с гидрофобными заполнителями и усиленной свинцовой или алюминиевой оболочкой поверх брони для абсолютной герметичности (например, марки ПвПуг). ПвКПу2г для таких целей требует тщательного обоснования.

Как определить необходимое сечение экрана?

Сечение экрана (медных проволок) нормируется стандартами (например, ГОСТ 31996-2012) и выбирается заводом-изготовителем исходя из условий токов короткого замыкания. Для кабеля 1х300 мм² на 10 кВ типовое сечение экрана составляет 25 мм². Этого достаточно для проведения токов КЗ в течение стандартного времени срабатывания защиты без перегрева.