Кабель ПвПу2гж 20 кВ 630 мм

Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвПу2гж 20 кВ 630 мм²: конструкция, характеристики и область применения

Кабель ПвПу2гж 20 кВ 630 мм² представляет собой силовой кабель на среднее напряжение, предназначенный для стационарной прокладки в земле (траншеях) без дополнительной защиты. Его основное назначение – передача и распределение электрической энергии в трехфазных сетях переменного тока частотой 50 Гц с номинальным напряжением до 20 кВ. Расшифровка маркировки по ГОСТ 31565-2012 и ТУ 16.К71-335-2004 является ключом к пониманию его конструкции: П – изоляция из сшитого полиэтилена (ПВП), в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката, Пу – усиленная защитная оболочка (гофрированная стальная лента), 2г – водоблокирующие ленты в поясной изоляции и оболочке, ж – жила алюминиевая, секторной или сегментной формы, 20 кВ – номинальное напряжение, 630 мм² – номинальное сечение основной жилы.

Конструкция кабеля ПвПу2гж 20 кВ 630 мм²

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

• Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия (материал — «А7Е» или «А8Е» по ГОСТ 22483), имеет секторную (сегментную) форму. Такая форма позволяет оптимально заполнять внутреннее пространство кабеля, уменьшая его общий диаметр и вес по сравнению с кабелем с круглыми жилами. Жила может быть как однопроволочной (для данного сечения — редко), так и многопроволочной, состоящей из множества проволок, скрученных по определенному правилу.
• Экран по жиле (полупроводящий экран): Непосредственно на жилу накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его задача – выравнивание электрического поля, устранение микроскопических воздушных включений между жилой и изоляцией и предотвращение возникновения частичных разрядов, которые разрушают изоляцию.
• Основная изоляция: Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал получают путем химической или радиационной сшивки молекул полиэтилена, что придает ему выдающиеся свойства: высокую температурную стойкость (длительно до +90°C, в аварийном режиме до +130°C), отличные диэлектрические характеристики, механическую прочность и стойкость к трекингу. Толщина изоляции строго нормирована и для 20 кВ составляет, как правило, 5.5-6.0 мм.
• Экран по изоляции (полупроводящий экран): Второй слой полупроводящего сшитого полиэтилена, наложенный поверх основной изоляции. Замыкает электрическое поле внутри кабеля, делая его радиальным и симметричным.
• Поясная изоляция: Представляет собой намотку из полупроводящих и медных лент, которые вместе формируют так называемый «экран». Медные ленты (чаще всего в виде спирально наложенной ленты или накладных проволок) служат для проведения токов утечки и токов короткого замыкания. В конструкции «2г» в этот слой интегрированы водоблокирующие ленты, которые при контакте с влагой разбухают и герметизируют кабель по всей длине.
• Разделительный слой: Битумированная бумага или полимерная лента, которая предотвращает адгезию поясной изоляции к внешней оболочке и защищает металлический экран от коррозии.
• Защитная оболочка (броня): Выполнена в виде гофрированной стальной ленты (обозначение «Пу»). Гофрирование придает ленте гибкость и позволяет кабелю сохранять способность к изгибу. Броня обеспечивает механическую защиту от сдавливания, растяжения, грызунов и случайных повреждений при раскопках.
• Внешняя оболочка: Изготовлена из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Имеет черный цвет. Выполняет функции защиты брони от коррозии, дополнительной механической и химической защиты. В конструкции «2г» под оболочкой также расположены водоблокирующие ленты, создающие дополнительный барьер для продольного распространения влаги.

Основные технические и электрические характеристики

Параметры кабеля регламентируются ГОСТ, ТУ и должны подтверждаться заводскими испытаниями.

Таблица 1. Основные параметры кабеля ПвПу2гж 20 кВ 630 мм²

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U, кВ	12/20
Число и сечение жил	3 х 630 мм2
Максимальная рабочая температура жилы	+90°C
Допустимая температура в режиме перегрузки	+130°C (не более 100 часов в год)
Температура при коротком замыкании	+250°C (максимум 5 секунд)
Минимальный радиус изгиба при прокладке	Не менее 15 наружных диаметров кабеля
Допустимый ток длительной нагрузки (Iдоп)*	~520-580 А (зависит от условий прокладки)
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км, не более	0.0461
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, кВ	45 (в течение 10 мин. после прокладки)
Испытательное постоянное напряжение, кВ	65 (в течение 15 мин. для приемо-сдаточных испытаний)
Масса 1 км кабеля	Приблизительно 8000-9000 кг

• Точное значение I_доп определяется по ПУЭ гл. 1.3 с учетом способа прокладки, температуры грунта, удельного теплового сопротивления и количества работающих кабелей в траншее.

Область применения и условия эксплуатации

Кабель ПвПу2гж 20 кВ 630 мм² предназначен для прокладки в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, включая грунты с повышенной влажностью. Благодаря броне из гофрированной стальной ленты и системе водоблокировки он может использоваться в трассах, где существует риск механических повреждений или наличие грунтовых вод. Основные сферы применения:

• Создание питающих отходящих линий от распределительных устройств (РУ) 6-10/20 кВ подстанций.
• Прокладка магистральных кабельных линий в городских электрических сетях (ГЭС).
• Электроснабжение крупных промышленных предприятий, заводов, фабрик.
• Подключение распределительных пунктов и трансформаторных подстанций.
• Устройство вводов на территории объектов с большой нагрузкой (стадионы, торговые центры, больницы).

Важные ограничения: Кабель не предназначен для прокладки в воздухе (на открытом солнце без защиты от УФ-излучения), в блоках, трубах, коллекторах, подверженных постоянному подтоплению, а также в условиях с высокой коррозионной активностью (болота, солончаки, территории химических производств) без дополнительных мер защиты. При прокладке в земле обязательно использование сигнальной ленты, а в местах пересечений с коммуникациями и через дороги – защитных плит или труб.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Преимущества кабеля ПвПу2гж 20 кВ 630 мм²:

• Высокая пропускная способность: Изоляция из сшитого полиэтилена позволяет работать при высокой температуре жилы (+90°C), что повышает I_доп на 20-30% по сравнению с кабелем с бумажно-масляной изоляцией того же сечения.
• Надежная защита от влаги: Конструкция «2г» с двойной водоблокировкой эффективно предотвращает распространение влаги вдоль кабеля в случае локального повреждения внешней оболочки.
• Отличная механическая прочность: Броня из гофрированной стальной ленты защищает от большинства внешних механических воздействий.
• Удобство монтажа и эксплуатации: Отсутствие необходимости в сложных масляных системах подпитки и контроля, как у маслонаполненных кабелей. Меньший вес и радиус изгиба упрощают транспортировку и укладку.
• Высокая стойкость к термическим перегрузкам и КЗ.

Недостатки и особенности:

• Чувствительность к качеству монтажа муфт: Требует высокой культуры производства работ при оконцевании и соединении. Необходима идеальная зачистка, обезжиривание и соблюдение геометрии изоляции.
• Чувствительность к дендритным образованиям («древесным» разрядам): При наличии микроскопических дефектов в изоляции или на ее поверхности под воздействием электрического поля могут развиваться необратимые проводящие каналы. Современные технологии производства свели этот риск к минимуму.
• Относительно высокая стоимость по сравнению с кабелями в ПВХ изоляции на более низкое напряжение.
• Необходимость применения специального инструмента для разделки и монтажа соединительных и концевых муфт.

Транспортировка, хранение и монтаж

Кабель поставляется на деревянных барабанах. Перевозка должна осуществляться с фиксацией барабанов от перекатывания. Запрещено сбрасывать барабаны с транспортных средств. Хранить кабель следует под навесом, защищая от прямых солнечных лучей и атмосферных осадков. Срок хранения – не более 2 лет с даты изготовления. При монтаже температура окружающего воздуха не должна быть ниже -15°C. Без предварительного прогрева прокладка запрещена, так как изоляция и оболочка теряют эластичность и могут быть повреждены. Раскатка кабеля с барабана должна производиться с использованием роликов или лебедки, не допуская его волочения по земле и резких изгибов. После укладки в траншею, до засыпки, кабель в обязательном порядке подвергается высоковольтным испытаниям повышенным постоянным напряжением (65 кВ в течение 15 минут).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие ПвПу2гж от ПвПг, АПвПу2г или ЦАПвПу2г?

• ПвПг: Бронирование двумя стальными оцинкованными лентами (плоскими), без водоблокирующих лент («г» – только гибкая жила). Менее стойкий к продольному проникновению влаги.
• АПвПу2г: Фактически то же самое, что ПвПу2гж. Буква «А» в начале старой маркировки явно указывала на алюминиевую жилу. В современной маркировке по ГОСТ 31565-2012 материал жилы указывается в конце («А» – алюминий, «ож» – однопроволочная медная, «м» – многопроволочная медная). «ж» в ПвПу2гж означает алюминиевую жилу.
• ЦАПвПу2г: Устаревшая маркировка, где «Ц» обозначала пропитку нестекающим составом (для кабелей с бумажной изоляцией). Для кабелей с изоляцией из СПЭ не применяется.

Какой допустимый ток нагрузки для этого кабеля при прокладке в земле?

Точный расчет ведется по ПУЭ гл. 1.3. Для ориентировочной оценки: при прокладке в траншее на глубине 0.7-1.0 м, температуре грунта +15°C, удельном тепловом сопротивлении 1.2 К·м/Вт и одном работающем кабеле в траншее допустимый ток составляет примерно 520-540 А. При ухудшении условий (повышение температуры грунта, наличие других кабелей вплотную) ток снижается. Необходим индивидуальный теплотехнический расчет для каждого проекта.

Можно ли проложить кабель ПвПу2гж в кабельном канале (лотке) внутри помещения?

Да, можно, но с важными оговорками. Броня кабеля должна быть заземлена с двух сторон. Необходимо учитывать повышенное тепловое сопротивление среды, что может потребовать снижения токовой нагрузки. Прокладка в воздухе (лотках, эстакадах) является нестандартной для этой марки, чаще для этого используют кабели с негорючей оболочкой (ПвПнг(А)-LS и т.п.). При открытой прокладке внутри помещений необходимо проверить соответствие оболочки ПВХ требованиям пожарной безопасности (распространение пламени, дымообразование, токсичность).

Как правильно выбрать муфты для монтажа кабеля ПвПу2гж 20 кВ?

Для соединения необходимо использовать соединительные муфты стопорного типа, рассчитанные на 20 кВ, для кабелей с изоляцией из СПЭ, с алюминиевыми жилами и броней из стальных лент. Для оконцевания – концевые муфты (наружной или внутренней установки) в зависимости от места подключения (ячейка КРУ, воздушный вывод). Крайне важно, чтобы муфты были того же производителя, что и кабель, или имели официальное заключение о совместимости. Монтаж должны выполнять только сертифицированные специалисты.

Что означает цифра «2» в маркировке ПвПу2гж?

Цифра «2» указывает на степень герметизации. В данном случае это: «Герметизация металлического экрана и оболочки от проникновения влаги вдоль кабеля с применением водоблокирующих лент под оболочкой и в поясной изоляции». Это высокая степень защиты, делающая кабель стойким к затоплению траншеи.

Как часто и каким методом нужно проводить диагностику проложенной линии?

Для кабелей 20 кВ с изоляцией из СПЭ рекомендовано проведение периодической диагностики с интервалом 1 раз в 5-6 лет. Основной метод – измерение частичных разрядов (ЧР) с помощью рефлектометров частичных разрядов. Также проводится виброакустический контроль для выявления разрядов в муфтах. Измерение тангенса угла диэлектрических потерь (tg δ) для кабелей со СПЭ менее информативно, чем для маслонаполненных, и применяется реже.